隔膜和三元(NCM523)锂离子电池高低温性能研究
2021-04-07王小记宋建龙
王 磊,付 佳,王 莉,王小记,宋建龙
(乐凯胶片股份有限公司 河北 保定 071054)
1 引言
锂离子电池已经在各个领域得到了广泛应用,但是在低温条件下(如-40℃),锂电池放电容量仅为室温容量的30%左右[1-2],极端温度条件下电池容量衰减很大,严重限制了锂电池在气温较低地区和特殊低温环境下的应用。锂电池在高温条件下工作时,同样容易出现循环严重衰减、鼓包胀气等现象,存在热失控风险。本文以隔膜为出发点,对高低温处理后的隔膜样品和电池样品进行相关电性能测试,为电池高低温性能的改善提供基础研究数据,同时也为功能化隔膜的开发提供理论支持。
2 实验部分
2.1 隔膜高低温性能测试
实验材料与样品:LE416隔膜
2.1.1 收缩率
裁切118mm*118mm大小的隔膜样品,在-20℃、0℃、25℃、55℃、85℃等温度下放置1 h,测试样品处理前后的面积变化,计算收缩率。
2.1.2 孔隙率
使用计算法,将裁切好的隔膜样品在-20℃、0℃、25℃、55℃、85℃等温度下放置1 h,利用式(1)对不同温度处理后隔膜的孔隙率进行计算。

式(1)中,P为孔隙率,M为样品质量,V为样品体积,ρ为样品密度。
2.1.3 透气度
使用美国Gurley 4110型透气度测试仪,对-20℃、0℃、25℃、55℃、85℃等温度下放置1 h后的隔膜样品进行透气度测试。

图1 透气度检测仪Fig 1 Air permeability detector
2.1.4 隔膜电阻
使用手动切片机,把-20℃、0℃、25℃、55℃、85℃等温度下处理后的隔膜,裁切成直径为14 mm的圆形样片,随后将其移入手套箱平衡12 h,再用电解液浸泡30 min,在Princton VersaStudio4电化学工作站上对隔膜的电阻进行测试,扫描范围1-1×106Hz,振幅10 mV。
2.1.5 SEM测试
为了探究经过-20℃、0℃、25℃、55℃、85℃等不同温度处理后,隔膜内部结构的细微变化,对其进行SEM测试,放大倍率为20K。……
