隔膜孔隙率与透气度的关联及对电芯性能的影响

隔膜作为锂电池四大主材之一，在锂电材料总成本占比 4%左右。其主要功能是隔离正负极，防止电池短路，同时保证锂离子在充放电期间正常通过微孔通道以保证电池正常工作。

电芯厂对隔膜的来料检验一般有厚度，面密度，孔隙率，透气度，MD/TD热收缩率，MD/TD方向抗拉强度，MD/TD方向延展率，针刺强度等。隔膜的性质与电芯的性能密切相关。今天我们浅要聊聊隔膜孔隙率与透气度。

一.透气度与孔隙率简介

1.1透气度：

是指在一定条件下（压力，测定面积）一定量空气通过隔膜所需要的时间，称作Gurley值，它的大小取决于孔隙率，孔径大小，孔的曲折度。1.2测试方法：

标准条件下（如100 mL空气、特定压力）测量空气通过隔膜的时间。

1.3意义：

透气度反映隔膜的微观结构（如孔隙连通性、曲折度）对物质传输的阻力；

2.1孔隙率：

 是指隔膜中孔隙体积占隔膜总体积的百分比。

2.2测试方法：

吸液法： 

 通过隔膜吸收电解液或有机溶剂的体积计算孔隙率。

二者的联系：隔膜的孔隙率越高，其透气度通常越低。这是因为高孔隙率意味着更多的空隙，这些空隙可能会阻碍气体（如锂离子）的通过，从而降低整体的透气能力。

二.孔隙率对电芯性能的影响

内阻

孔隙率直接影响锂离子的迁移效率。高孔隙率能提供更多离子通道，降低电池内阻，提升充放电效率。

但孔隙率过高可能导致电解液过度吸收，增加电池膨胀风险。

低的孔隙率则离子通道有限，内阻升高，导致电池极化加剧，容量衰减加速。

倍率性能

高孔隙率隔膜可缩短锂离子迁移路径。减少锂离子迁移阻力，抑制锂枝晶生长，提高倍率放电能力。

存储与自放电

随着隔膜孔隙率的增加，电池的常温自放电会增大。这是因为较大的孔隙率可能导致更多的离子通过隔膜，从而增加自放电率。反之，孔隙率较小的隔膜则能有效降低自放电水平。

       隔膜孔隙率在高温条件下的自放电性能同样受到影响。孔隙率较大的隔膜在高温下会使电池的物理自放电率显著增加，这可能因为高温促进了离子通过隔膜的移动。

热稳定性与安全

高孔隙率（通常35%~55%）提供了更多锂离子传输通道，降低电池内阻，减少充放电过程中的极化现象，从而抑制锂枝晶的生长。同时高孔隙率隔膜能吸附更多电解液，确保电解液分布均匀，减少局部热点的形成。

但孔隙率过高可能降低隔膜的穿刺强度和拉伸强度。若高孔隙率伴随孔径分布不均或闭孔结构，可能导致电解液浸润不充分或高温下闭孔失效。

小结：总之隔膜的物化性质影响着电芯的性能。需要根据电芯的需求进行合适的材料选型。