【摘要】 隔膜循环前后，隔膜的孔径会发生变化。孔径是指隔膜中的通道大小。

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锂电池是一种常见的可充电电池，广泛应用于移动设备、电动汽车和能源储存系统等领域。在锂电池中，隔膜循环起到了关键的作用。隔膜是将正负极分隔开的薄膜，起到了隔绝和导电的作用。

隔膜循环前后，隔膜的孔径会发生变化。孔径是指隔膜中的通道大小。在锂电池制造过程中，为了保证电解液的流动和离子传输，隔膜的孔径通常较大。这样电解液中的锂离子才能顺利地通过隔膜，从负极向正极移动，完成电池充放电的过程。

然而，在锂电池的使用过程中，一些因素会导致隔膜的孔径发生变化。首先，电池的充放电循环会导致电解液中的物质逐渐沉积在隔膜上形成污垢。这些污垢可能是电极材料的副产物、电解液中的杂质等。随着时间的推移，这些污垢会在隔膜表面形成一层薄膜，从而导致孔径变小。

当隔膜的孔径变小时，电池的性能会受到影响。首先，孔径变小会限制电解液中的锂离子的通过。这使得电池的充放电速率减慢，影响电池的功率输出。其次，过小的孔径会增加电池内部的阻抗，导致电池的内阻增加。这会引起电池内部能量的损耗，降低电池的容量和循环寿命。

为了解决锂电池隔膜循环过程中孔径变小的问题，常常需要进行隔膜的清洗或更换。清洗可以去除隔膜上的污垢，恢复孔径的大小。但清洗过程需要谨慎操作，以避免对隔膜造成损伤。另外，隔膜的寿命是有限的，一旦达到寿命，就需要更换新的隔膜。

 

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测试概念

隔膜是电池四大关键材料之一，对电池的能量密度、循环性能、倍率性能、内阻等关键性能指标，以及耐高温、阻燃、自关断、电化学稳定性等安全性表现，起到直接决定和综合影响的作。隔膜孔径一般在 0.03~ 0.12μm，最大孔径和平均孔径差应低于0.01μm，孔隙率为 40% ~50% 。通过对隔膜循环前后孔径的变化，对研究电池的稳定性具有指导意义。

 

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测试原理

利用氩离子抛光技术，又称CP截面抛光技术，对材料样品截面进行轰击，以获得平整的抛光截面，同时配合扫描电子显微镜（SEM）完成对样品内部结构微观特征的观察和分析。通过截面切割可以完美呈现出内部的结构，从而帮助锂电行业相关材料的研究及工艺的改进。

 

测试背景资料

锂离子电池隔膜以高分子微孔膜为主，目前，商用较多的是聚烯烃微孔隔膜，聚乙烯（PE）隔膜、聚丙烯（PP）隔膜、PE/ PP 复合隔膜等。电池隔膜除了充放电时要让锂离子通过之外，还需要保证正负极不能接触，防止电池短路。隔膜为锂离子电池提供实现充放电功能、倍率性能的微孔通道，因此，隔膜必须是具有较高孔隙率而且微孔分布均匀的薄膜。锂离子电池隔膜的多孔程度直接影响着电解液的扩散速率，对电池的性能有很大的影响，因此分析隔膜内部的孔洞结构具有重要意义。若孔径过小，锂离子的透过性会受到限制，从而使电池的内阻增大，降低了电池的整体性能；若孔径太大，在增加锂离子透过性的同时，也容易受到锂离子枝晶生长刺穿隔膜的影响，从而导致短路甚至是爆炸等安全问题。

 

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测试文献

以下是关于锂电池隔膜循环前后孔径变化的相关资料、文献和标准的一些参考：

  • 《锂离子电池技术与应用》（化学工业出版社，作者：白乐利、毛凡疏、王源立）：该书详细介绍了锂电池的基本原理、隔膜的结构和功能，以及隔膜在循环过程中的孔径变化等内容。

  • 《Lithium-Ion Batteries: Basics and Applications》（Wiley-VCH，作者：Reiner Korthauer）：这本书涵盖了锂离子电池的基础知识和应用，包括隔膜的循环过程中的性能变化和孔径变化等方面的内容。

  • 《Standard Test Method for Determining the Thickness of Thin Electrolyte Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) Membranes by Multipoint-Terminal Capacitance Measurement》(ASTM C1574)：这是美国材料与试验协会（ASTM）发布的关于薄型电解质固体氧化物燃料电池（SOFC）隔膜厚度测量的标准，其中也包括了测量隔膜孔径的方法。

  • 学术期刊文章：在相关领域的学术期刊中可以找到一些研究锂电池隔膜孔径变化的文章。一些常见的学术期刊包括《Journal of Power Sources》、《Energy & Environmental Science》、《Electrochimica Acta》等。

 

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