全球對可再生能源需求增長，鋰離子電池作為關鍵能源存儲技術，其性能和安全性至關重要。隔膜是鋰離子電池的核心，其質量影響電池性能。在電池的生產、運輸和使用中，隔膜可能出現破膜、刮傷、漏涂、異物和孔洞等缺陷，可能引發電池熱失控，甚至火災，威脅安全。因此，鋰離子電池隔膜的質量控制和技術改進是電池制造領域的關鍵。美能光子灣3D共聚焦顯微鏡，可快速地非接觸測量各類材料表面形貌，包括光滑，粗糙，平坦，大傾角，或臺階表面，對亞微米級形貌和表面粗糙度也能進行精準測量，協助研究人員觀察隔膜的表面形貌，提升電池性能。

Part.01

鋰離子電池隔膜

在鋰離子電池中，隔膜是一種將電池的陰極和陽極材料分隔開的滲透膜。隔膜是一種多孔塑料薄膜，能夠保證鋰離子自由通過形成回路，同時阻止兩電極相互接觸起到電子絕緣作用。在溫度升高時，有的隔膜可通過隔膜閉孔功能來阻隔電流傳導，防止電池過熱甚至爆炸。

鋰離子電池工作原理

隔膜的設計和制備技術多種多樣，它們的特性可以直接影響受溫度干擾的離子通過電解液的傳輸速率。因此不同的隔膜技術會影響鋰離子電池的熱穩定性和使用壽命。

Part.02

隔膜制備工藝

市場化的鋰離子電池隔膜材料以聚乙烯（polyethylene，PE）、聚丙烯（polypropylene，PP）為主的聚烯烴（Polyolefin）類隔膜，其中聚乙烯PE產品重要由濕法工藝制得，聚丙烯PP產品重要由干法工藝制得。重要的鋰離子電池隔膜材料產品有單層PP、單層PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙層PP/PE、雙層PP/PP和三層PP/PE/PP等。

根據技術路線不同，鋰電池隔膜工藝可分為干法單向拉伸、干法雙向拉伸、濕法同步拉伸和異步拉伸工藝。不論其中哪一種工藝，工藝流程中都會涉及到拉伸和分切環節。

拉伸：將薄膜進行冷（或熱）單向或縱橫雙向拉伸。

分切：將制成的隔膜根據客戶的規格要求裁切為成品隔膜。

Part.03

隔膜缺陷測量

雖然隔膜不參與電池的電化學反應，隔膜在生產時不可避免地會有一些表面缺陷，比如破膜、刮傷、漏涂、異物、孔洞等問題。如果存在缺陷，會影響電池的熱穩定性，導致例如熱失控產生的火災或爆炸。尤其是對于動力鋰離子電池，隔膜對電池倍率性能和安全性能的影響更顯著。

通過美能光子灣3D共聚焦顯微鏡，不僅可以放大觀察表面缺陷，還可以精準生成隔膜表面的凹凸形貌。

ME-PT3000

美能光子灣3D共聚焦顯微鏡

美能光子灣3D共聚焦顯微鏡是一款用于對各種精密器件及材料表面，可應對多樣化測量場景，能夠快速高效完成亞微米級形貌和表面粗糙度的精準測量任務，提供值得信賴的高質量數據。

超寬視野范圍，高精細彩色圖像觀察

提供粗糙度、幾何輪廓、結構、頻率、功能等五大分析功能

采用針孔共聚焦光學系統，高穩定性結構設計

• 提供調整位置、糾正、濾波、提取四大模塊的數據處理功能

隔膜是影響鋰離子電池性能的關鍵因素，包括滲透性、電導率、穩定性和耐久性等。隔膜的性能取決于其組成，其中最重要的因素是隔膜材料的選擇，其次還需要考慮隔膜的結構設計、制造工藝和表面處理等因素。美能光子灣3D共聚焦顯微鏡為研究人員提供先進的采樣和分析技術，通過測得的高精度，高重復性、量化計量結果，實現對新材料、新表面和新工藝的科學探索。