一种锂电池隔离膜和使用该隔离膜的锂电池 技术领域 本发明涉及锂电池技术领域， 尤其涉及一种适于高倍率放电的锂电池隔离膜和使 用该隔离膜的锂电池。
背景技术 锂电池是一种比能量高的储能器件。 具有放电电压稳定， 工作温度范围宽， 自放电 率低， 循环充放电， 储存寿命长， 无记忆效应及无公害等优点。 目前， 随着锂离子电池的应用 领域越来越广泛， 不同用户对锂离子电池的要求也不相同。 在模型用锂离子电池这一领域， 对倍率放电 ( 大电流放电 ) 的追求越来越高， 依据目前技术， 用于该领域的锂离子电池最高 放电倍率大约为 50C ～ 60C。这一技术还是很难满足用户对高倍率的追求。
作为影响电池性能的重要组件， 锂电池隔离膜的作用不容忽视。隔离膜的成分主 要是单层聚乙烯或单层聚丙烯， 或是聚乙烯和聚丙烯的复合材料。 在锂电池里面， 隔离膜主 要起电子绝缘以及离子导通作用。
在放电过程中电子由集流体从外部回路通过， 而锂离子通过隔离膜在正负极之间 移动。很显然， 隔离膜是锂离子电池大电流放电的一大阻力， 所以， 优化隔离膜的离子导通 能力对于锂离子电池大电流放电性能是有益的。
目前锂电界还没有真正找到这种适合大电流放电的隔离膜。
发明内容 本发明的目的在于针对现有技术的不足， 提供一种适合锂离子大电流放电的锂电 池隔离膜。
本发明的另一个目的在于提供一种使用上述锂电池隔离膜的锂电池。
针对本发明的上述目的， 本发明人主要从隔离膜的厚度、 孔隙率、 透气度和孔径这 四个主要性能入手， 进行相应地方案设计和实验数据优化， 具体如下所示 ：
透气性是隔离膜的一个重要指标， 透气性越好则锂离子透过隔离膜的通畅性越 好， 隔离膜电阻越低。透气性是由膜的孔径大小及分布、 孔隙率、 孔的形状及孔的曲折度等 各因素综合决定。 曲折度低、 厚度薄、 孔径大和孔隙率高都意味着透气性好， 隔离膜电阻低。
对隔离膜来说， 孔隙率并不是越高越好， 孔隙率越高， 其力学性能就将受到影响。
隔离膜的孔径如果太小， 则锂离子穿过能力太小， 无法实现锂电池的高倍率放电。 现有的隔离膜其孔径一般在 0.01 ～ 0.1μm 范围内， 无法满足锂离子电池大电流放电的需 要。 隔离膜的孔径大则离子阻抗小， 锂离子容易在正负极之间移动， 从而提升锂电池倍率放 电性能。
因此， 本发明通过对隔离膜的厚度、 孔隙率、 透气度和孔径进行研究， 最终得到可 实现高倍率放电的锂电池隔离膜性能指标 ：
隔离膜的厚度选择 15 ～ 30um， 孔隙率范围 47％～ 58％， 透气度范围 60 ～ 220S/ cc， 平均孔径范围为 0.15 ～ 0.25um。
此外， 本发明人还对上述数据进行了优化实验， 结果发现 ： 隔离膜的厚度 20um ～ 25um， 孔隙率选择 50％～ 55％， 透气度选择 150 ～ 200S/cc， 平均孔径为 0.15 ～ 0.20um， 能 得到更好的实验效果。
用本发明的隔离膜替换现有锂电池的隔离膜， 制备所得锂电池， 经实验验证， 在相 同的设计条件下， 锂离子电池的连续放电电流可以由 50C 提升至 85C， 效果相当明显。
由此可见， 本发明的隔离膜实现了锂电池高倍率放电的目的。
与现有技术相比， 本发明具有如下有益效果 ：
1. 厚度、 孔隙率、 透气度和孔径是决定隔离膜离子阻抗的几个重要因素， 本发明通 过实验研究和优化， 得到一组有利于锂电池高倍率放电的隔离膜性能数据 ；
2. 本发明采用大孔径的隔离膜， 离子阻抗小， 从而有利于锂离子在正负极之间的 移动， 提升倍率放电性能 ；
3. 现有的锂电池只需要采用本发明的隔离膜， 就能得到很好的高倍率放电效果， 无需复杂的工艺改进， 成本低， 操作方便， 有利于大规模推广。 附图说明 图 1 为实施例 1 现有锂电池的放电倍率曲线图 ；
其中， 1 为 55C 电流， 2 为 50C 电流， 3 为 45C 电流， 4 为 40C 电流， 5 为 35C 电流 ；
图 2 为实施例 2 本发明锂电池的放电倍率曲线图 ；
其中， 1 为 85C 电流， 2 为 80C 电流， 3 为 75C 电流， 4 为 70C 电流， 5 为 65C 电流， 6 为 60C 电流， 7 为 55C 电流， 8 为 50C 电流， 9 为 45C 电流， 10 为 40C 电流， 11 为 35C 电流 ；
图 3 为实施例 1 和实施例 2 在 45C 电流下放电曲线对比图 ；
其中， 1 为实施例 1 的锂电池， 2 为实施例 2 的锂电池。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述， 但具体实施例并不对本发明做任 何限定。
实施例 1 现有的锂电池
取现有的锂电池， 其隔离膜厚度、 孔隙率、 透气度和孔径如表 1 所示。
实施例 2 本发明的锂电池
用本发明的隔离膜替换实施例 1 锂电池的隔离膜， 本发明的隔离膜其参数如表 1 所示， 其余均同实施例 1。
表 1 实施例中隔离膜的性能参数
隔离膜 实施例 1 实施例 2
厚度 20um 25um孔隙率 44％ 55％透气度 300 200孔径 0.13um 0.20um实施例 3测定实施例 1 锂电池和实施例 2 锂电池的放电倍率情况， 结果分别如图 1 和图 2所示。 从图 1 可以看出， 现有锂电池的隔离膜在 55C 电流下不能正常放电， 而图 2 中可以 看出， 采用本发明的隔离膜后的锂电池在 55C 电流下还具有很高的容量百分率。
从图 2 可以看出， 采用本发明的隔离膜后， 锂电池可以将最大放电电流提升至 85C 以上， 效果非常明显。
将实施例 1 和实施例 2 的锂电池， 在相同的放电电流情况下进行放电情况的比较， 结果如图 3 所示。从图 3 可以看出， 在相同放电电流情况下， 以 45C 放电为例， 两种隔离膜 的平台电压差别很大， 实施例 1 的现有隔离膜 45C 放电平台为 3.36V， 而实施例 2 的本发明 隔离膜 45C 放电平台达到 3.50V， 提升了 140mV。
综上所述， 本发明的隔离膜确实能够起到高倍率放电的作用， 效果明显。