1、 Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,1,電池隔膜工作原理,史密斯先生 科德寶無紡布集團(tuán)英國(guó), Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,2,科德寶電池隔膜,電池隔膜的工作原理,反應(yīng): MH M + H+ NiOOH + H2O Ni(OH)2 + OH- NiOOH + MH Ni(OH)2 + M, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,3,科德寶電池隔膜,電池隔膜利于 電池生產(chǎn)加工 電池后期工作 好的電池隔膜利于 電池生產(chǎn)加

2、工 電池后期工作 提高電池性能, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,4,科德寶電池隔膜 電池加工,圓柱型電池 第一步 卷繞 電池鋼殼內(nèi)共四層 電極片 電池隔膜 電極片 電池隔膜, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,5,科德寶電池隔膜 電池加工,卷繞工藝,拉力 = 1- (R+t/2)/R 其中 R = 加工成型機(jī)片半徑 t = 極片厚度 例如, R=5 mm, t = 1 mm 加拉力為 =1-(5+1/2)/5 = 0.1 = 10%, Freudenberg Nonwov

3、ens LP 16th April 2007 China,6,科德寶電池隔膜 電池加工,卷繞 極片壓力 壓力 極片斷裂時(shí)承受力 極片斷裂 優(yōu)質(zhì)隔膜 支撐電極 抗刺穿 劣質(zhì)隔膜 易刺穿或極片短路, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,7,科德寶電池隔膜 電池加工,第二步 注電解液 極片呈多孔態(tài)，但 隔膜 接觸電解液 保持電解液 控制注液量 優(yōu)質(zhì)隔膜 迅速有效地吸收電解液 劣質(zhì)隔膜 吸收電解液緩慢, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,8,科德寶電池隔膜 電池加工,第三步 化成 化成

4、階段極片膨脹或縮小 電解液分布狀態(tài) 60 80% 于極片 40 20% 于隔膜 隔膜中的電解液越來越少 電池處于電解液不斷減少的工作狀態(tài), Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,9,科德寶電池隔膜,電池隔膜如何影響電池? 良好的循環(huán)壽命 良好的荷電保持 良好的電化學(xué)性能 動(dòng)力, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,10,科德寶電池隔膜 電池性能,循環(huán)壽命 電池失效時(shí) 容量降至初始容量的20% 內(nèi)阻明顯增大 隔膜干涸 容量下降原于內(nèi)阻升高 內(nèi)阻升高則原于隔膜干涸, Freudenbe

5、rg Nonwovens LP 16th April 2007 China,11,科德寶電池隔膜 電池性能,導(dǎo)致隔膜干涸的因素 極片老化 微斷裂 極片疏松（孔增大） 隔膜變薄, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,12,科德寶電池隔膜 電池性能,隔膜的利用率 高利用率 高電液損失, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,13,科德寶電池隔膜 電池性能,導(dǎo)致隔膜干涸的因素 電解液的競(jìng)爭(zhēng) 極片孔增大，變疏松 隔膜對(duì)電解液的再吸收 良好的吸堿性能利于隔膜再吸堿 吸堿性能下降阻礙隔膜再吸堿

6、 壓力狀態(tài)下隔膜 失去保液能力, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,14,科德寶電池隔膜 電池性能,荷電保持(自放電) 一般原因 氮的梭式反應(yīng)(氨) 負(fù)極金屬氫化物的過充損失 透過隔膜的充電泄漏, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,15,科德寶電池隔膜 電池性能,氮的梭式反應(yīng) 由氮的梭式反應(yīng)造成的荷電損失占到35%,普通隔膜不會(huì)影響該反應(yīng) (無捕氨能力) 磺化隔膜具有較低的捕氨能力，能使該反應(yīng)變慢 接枝隔膜具有稍高的捕氨能力，能潛在地捕捉到所有的氨，并阻止該反應(yīng), Freud

7、enberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,16,科德寶電池隔膜 電池性能,由負(fù)極金屬氫化物的過充造成的損失 隔膜的影響 非常有限 高密度隔膜可能會(huì)使荷電損失放慢, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,17,科德寶電池隔膜 電池性能,透過隔膜的過充泄漏 動(dòng)力 微量的氫氣壓力 物質(zhì)的遷移 隔膜的影響 高密度可能使漏液變慢 高均勻性隔膜 低透氣性隔膜 (?), Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,18,科德寶電池隔膜 電池性能,高性能 高容量

8、大倍率 高溫, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,19,科德寶電池隔膜 電池性能,高容量 重點(diǎn)特性 高荷電保持 (低自放電) 良好的循環(huán)壽命 隔膜重點(diǎn)特性 較高的相對(duì)重量 高密度 良好的均勻性, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,20,科德寶電池隔膜 電池性能,大倍率 重點(diǎn)特性 較高的中值電壓 較高的輸出功率 隔膜重點(diǎn)特性 低電阻, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,21,科德寶電池隔膜 電池性能,電池內(nèi)阻 V =

9、Vo - If * Rcell 能量損失 = If2 * Rcell 其中 V = 輸出電壓 Vo = 開路電壓 If = 電流 Rcell = 電池內(nèi)阻, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,22,科德寶電池隔膜 電池性能,電池內(nèi)阻 (Rcell), Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,23,科德寶電池隔膜 電池性能,隔膜影響 壓降 = If * (2* Rif+Rsep) 能量損失 = If2 * (2* Rif+Rsep) 其中 Rif = 電極與隔膜間界面電阻 Rsep

10、= 隔膜內(nèi)阻, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,24,科德寶電池隔膜 電池性能,高溫 危急情況應(yīng)用 苛刻的外界環(huán)境 隔膜需要 厚 重 穩(wěn)定(接枝), Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,25,科德寶隔膜,哪種隔膜是最好的隔膜？, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,26,科德寶電池隔膜隔膜性能,典型隔膜規(guī)格指標(biāo) 厚度 基重 吸液速率 吸液量 抗拉強(qiáng)度 透氣性 后處理水平, Freudenberg Nonwovens L

11、P 16th April 2007 China,27,科德寶電池隔膜隔膜性能,厚度 (um) 通常由電池的設(shè)計(jì)及電池容量決定, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,28,科德寶電池隔膜隔膜性能,重量 (g / m2) 取決于電池所需性能 高容量 高重量 大倍率 低重量, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,29,科德寶電池隔膜隔膜性能,密度(g/cm3) 重量/ 厚度 規(guī)定隔膜性能 吸液速率 吸液量 拉力 透氣性, Freudenberg Nonwovens LP 16th Ap

12、ril 2007 China,30,科德寶電池隔膜隔膜性能,吸液速率, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,31,科德寶電池隔膜隔膜性能,吸液速率 良好的吸液速率 最大化加快電池生產(chǎn)效率 提高循環(huán)壽命 低吸液速率 降低電池生產(chǎn)效率 增加資源投入 吸液速率損失 潤(rùn)濕性損失 高內(nèi)阻 電池失效, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,32,科德寶電池隔膜隔膜性能,吸液速率 永久性吸液 (接枝) 高循環(huán)壽命 不斷循環(huán)后，吸液速率無損失 添加吸濕劑 良好的短期吸液速率 吸濕劑隨時(shí)間推移而被消

13、耗光 隔膜自身吸液 (尼龍) 永久性 逐漸變慢, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,33,科德寶電池隔膜隔膜性能,吸液量, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,34,科德寶電池隔膜隔膜性能,吸液量 高吸液量 有利于注液 有利于提高壽命 良好的吸液性能 有利于生產(chǎn)加工 平均壽命 低吸液性能 不利于生產(chǎn)加工 可能會(huì)縮短循環(huán)壽命, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,35,科德寶電池隔膜隔膜性能,吸液量 控制電池注液量 普通A

14、A型電池 隔膜尺寸：400 mm x 46 mm 100g/m21.84 g 堿液 130g/m22.39 g 堿液 160g/m22.94 g 堿液 200g/m23.68 g 堿液, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,36,科德寶電池隔膜隔膜性能,抗拉強(qiáng)度, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,37,科德寶電池隔膜隔膜性能,抗拉強(qiáng)度 強(qiáng)度低 / 彈性材料 短路 生產(chǎn)效率低 表明耐壓強(qiáng)度, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 Ch

15、ina,38,科德寶電池隔膜隔膜性能,透氣性, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,39,科德寶電池隔膜隔膜性能,透氣性 物質(zhì)傳輸性質(zhì) 可能影響自放電 高透氣性適用于快充電池, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,40,科德寶電池隔膜,哪種電池隔膜是最好的呢？, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,41,科德寶電池隔膜 隔膜的選擇,高容量 厚度薄 考慮到如下因素，需要較大的基重 吸液速率 吸液量 密度 選擇 接枝或磺化隔膜能滿足最好的循環(huán)壽命及荷電保持性, Freudenberg Nonwovens LP 16th April 2007 China,42,科德寶電池隔膜 隔膜的選擇,大倍率放電 隔