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锂离子电池隔膜的热性能研究和微观形貌观测

“世界上最遥远的距离不是天涯海角,而是我在你身边,你却在玩手机”, 这句网上经常流传的段子正反映出如今我们的生活越来越离不开手机,随着智能手机的发展,手机已经涵盖了我们生活的方方面面。
 
因此,手机的安全尤为重要,近几年来关于手机安全的事件屡见不鲜,如某品牌手机由于电池设计缺陷导致多起自燃爆炸事件;手机充电爆炸引起火灾等,这些事件的起因都和手机的电池有关,现在市场商大部分手机都使用的是锂离子电池。
 
手机的锂离子电池安全性日益受到消费者重视,因此充电器制造商在设计产品时,须掌握锂离子电池的相关规格和特性,并使用具备完善电池检测及保护功能的充电晶片,以降低过电流、过电压或过温等状况所造成的危险。
 
商品化锂电池中都有一层隔离膜,由聚乙烯或聚丙烯组成的微孔结构的薄膜。位于电池正极和负极之间,将正负极活性物质隔开,防止两级因接触而发生短路;此外还需让电解液中的离子在正负极之间能自由通过。当电池内部温度异常时,隔膜发生熔融,微孔关闭,变为绝缘体,防止电解质通过,遮断电流,从而起到安全保护的作用。如果异常发热、熔融导致隔膜出现空穴、或微孔堵塞等均会引起电池短路。电池短路是引起手机自燃爆炸的主要原因。
 
应用TG+SPM,可对锂离子电池隔膜的热性能和微观形貌进行研究。
 
实验结果可见:
该隔离膜的热分解可分为2个阶段,分别在370℃和460℃附近。并且从SPM图中观测到加热后锂离子电池隔膜出现微孔关闭的现象。通过热性能表征和微观形貌观测,我们可以很直观的判断锂离子电池隔膜的基本性能,可为锂离子电池的研发和检测提供借鉴和参考。

 

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