目前商業化鋰離子電池中，隔膜材料主要是聚烯烴高分子材料，涉及的關鍵性能較多，主要包括：厚度、孔隙率與孔徑分布、透氣值、電解液浸潤性、離子電導率、穿刺強度、熱性能。



圖片來源：學堂在線《鋰離子電池材料與技術》

1、厚度

厚度是隔膜重要的基本特性之一，包括隔膜基膜及涂層截面方向的尺寸。一般保證隔膜強度的情況下，隔膜越薄越好。隔膜薄對提升電芯（電池去除外殼和保護電路的部分）能量密度有益；隔膜厚，鋰離子電池發生短路的概率低，安全性好。



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通常要求，機械拉伸方向的隔膜厚度與垂直于機械拉伸方向的隔膜厚度保持一致（個人理解：沿上述兩個方向拉伸，均不出現隔膜厚度不均勻的情況）。



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不同的需求采用不同材質與厚度的隔膜。手機、筆記本電腦等消費類鋰離子電池的隔膜厚度逐漸以25um為標準，但由于用戶對便攜式產品需求的日益增長，20um、18um、16um或更薄的薄膜開始得到應用。動力電池由于裝備過程的機械要求（個人理解：過于薄的隔膜在電池組裝中容易破損）和更高的安全性需求，往往需要更厚的隔膜。

2、孔隙率與孔徑分布

孔隙率與孔徑分布是隔膜微觀結構的重要屬性。

孔隙率的定義是孔隙體積占整體體積的比例，孔隙率對電解液保液量（根據文獻和網絡資料理解：隔膜可以保持含有電解液多少的度量，電解液保液量過低對電池性能有負面影響，電解液保液量過高對電池外觀有負面影響）、鋰離子電池內阻、自放電等均產生一定程度的影響。

一般，隔膜孔隙率越大，對電解液保液量越大，鋰離子通過隔膜傳輸阻隔越小，電芯內阻越小。但當隔膜孔隙率過高，孔徑過大，鋰離子電池正負極極片直接接觸的概率增大，自放電值增大。



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當隔膜孔徑分布不均勻時，在鋰離子電池大倍率充放電的情況下，電流密度分布可能不均勻，影響鋰離子電池循環壽命等性能。

孔隙率測試一般使用吸液法、計算法、測試法。其中計算法通常被隔膜廠商使用。孔隙率的計算公式如下：

孔隙率（%）=（1-（隔膜質量/骨架密度）/隔膜表觀體積）×100% 其中骨架密度是隔膜所使用原材料的密度（個人理解：未制作出多孔結構時，原材料的密度）。個人理解：隔膜表觀體積是隔膜（個人理解：已制作出多孔結構）在肉眼觀察的條件下所測得的體積。

現階段商業化鋰離子電池中，濕法PE（聚乙烯）隔膜孔隙率一般處于35%~48%之間，干法PP（聚丙烯）隔膜孔隙率一般處于45%~55%之間。

3、透氣值

透氣值反映隔膜的透過能力，一般采用Gurley法進行測試，透氣值的單位為秒。透氣值的定義是一定體積（如100cm3）的空氣，在一定壓力下，通過一定面積的隔膜所需要的時間。

對于不同種類的隔膜，因為不同種類隔膜的微觀結構不同，所以無法直接通過透氣值比較不同種類隔膜的性能優劣。對于同種類隔膜，其他條件不變，透氣值越大，所制作的鋰離子電池內阻越大。

審核編輯：劉清