加載角度和線型缺口對(duì)鋰離子電池隔膜拉伸性能的影響

薛鵬程，范文杰，王根偉，王 彬

（1太原理工大學(xué)應(yīng)用力學(xué)研究所，山西 太原 030024；2太原理工大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院材料強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)沖擊山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030024；3布魯內(nèi)爾大學(xué)物理科學(xué)、設(shè)計(jì)與機(jī)械學(xué)院，英國(guó) 倫敦 UB83PH）

當(dāng)今社會(huì)，日益嚴(yán)峻的資源消耗問題和環(huán)境污染問題使得新能源汽車取代燃油汽車成為必然趨勢(shì)。鋰離子動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的核心部件，吸引了大批科研工作者的關(guān)注。鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、隔膜、電解液和電池殼5個(gè)部分組成，其中隔膜作為鋰離子電池的重要組成部分，起到隔離電池正負(fù)極、只允許鋰離子通過同時(shí)阻斷電子通過的作用。在鋰離子電池結(jié)構(gòu)中，隔膜性能直接影響電池的內(nèi)阻、電容量、循環(huán)壽命和安全性能等。厚度薄、孔隙率高的隔膜賦予鋰離子電池低電阻、高能量密度和高功率密度等優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高電池的熱性能，涂層隔膜和非織造隔膜問世了。目前，隔膜材料為具有多孔結(jié)構(gòu)的聚烯烴，根據(jù)其制備方法可劃分為3類：拉伸膜、非織造膜和復(fù)合膜，它們?cè)谥苽涔に嚭托阅苌细饔袃?yōu)缺點(diǎn)。由于拉伸膜成本較低，目前在市場(chǎng)上應(yīng)用較為廣泛，普遍使用的多為干法單向拉伸膜。

在提高鋰離子電池性能的同時(shí)，必須保證隔膜具備足夠的力學(xué)性能避免其正負(fù)極接觸。隔膜會(huì)受到外部載荷和鋰離子電池循環(huán)過程中內(nèi)部應(yīng)力的共同影響。其中外部載荷主要包括機(jī)械載荷濫用、組裝卷繞的拉伸作用以及電池制造過程中碎屑滲透引起的穿刺作用[1-7]。……