電池隔膜的透氣性測試[論文]

摘要：本文簡要介紹了電池的結構、電池隔膜的作用以及隔膜透氣性的優劣對電池性能產生的影響，并介紹了隔膜透氣性檢測專用設備Labthink BTY-Den的實際測試情況。


隔膜是構成電池的基本材料之一，置于電池的正負電極之間，有利于提高電池的比容量和比能量，降低電池的內阻。好的電池隔膜對于電子絕緣性、離子導電性、材料的厚度和均勻性、力學強度、耐堿性、透氣性以及電化學穩定性都有要求。

1??電池結構

電池主要由正極、負極、隔板、電解液四部分構成（參見圖1），隔膜是特殊形式的隔板。在使用隔膜之前，漿糊紙曾用作隔板廣泛應用于糊式電池和紙板電池中，當電池工業發展到堿性電池、二次電池之后，以前的漿糊紙已經無法滿足電池設計的要求，在多種指標上均占優勢的隔膜就成為主要使用的隔板了。

圖1. 鎳氫電池結構圖

電池隔膜是電池結構中最重要的一部分，它作為電池的正負極之間的隔離板，首先它必須具備良好的電絕緣性，其次由于它在電解液中處于浸濕狀態，必須具備良好的耐堿性，并且要有良好的透氣性等。因此電池制造商在選擇隔膜時多選用在較廣的溫度范圍內（-55℃～85℃）保持電子穩定性、體積穩定性、和化學穩定性，對電子呈高阻，對離子呈低阻，便于氣體擴散的盡量薄的隔離板。

隔膜性能的好壞在很大程度上將影響電池的循環壽命和自放電狀況，隔膜孔洞、厚度、阻抗的設計也成為判別電池品質好壞的重要指標。對于鎳氫電池，如果隔膜的透氣性不好，電池過充時正極產生的氧氣可能無法被快速復合掉，造成電池內壓升高，當壓力升高達到一定值后將從安全閥泄壓從而造成電解液的損失；隔膜透氣性好將有利于電池的氧復合順利進行，增加電池的耐過充性能。對于鋰電池，如果隔膜的透氣性不好，將影響鋰離子在正負極之間的傳遞，繼而影響鋰電池的充放電。

3??電池隔膜的透氣性檢測

隔膜的透氣性主要是針對氧氣而言，它需要達到一定的范圍以滿足使用要求。隔膜的透氣性、面密度、吸堿百分比等參數都是相互關聯的。如果隔膜透氣性很大，則隔膜的面密度就會有所降低，這會對電池的性能產生一定的影響。但是如果其它各項參數均達到理想的范圍內，而隔膜的透氣性卻不好，一樣會影響電池的性能，因此對隔膜的透氣性進行檢測是很有必要的。