120万台充电宝召回！锂电池隔膜如何保障安全“命门”？

最近，移动电源行业掀起了一场不小的波澜。6月以来，安克创新、罗马仕等知名品牌相继宣布召回超过120万台充电宝，原因直指电芯安全隐患——其中罗马仕三款型号（PAC20-272、PAC20-392、PLT20A-152）召回量就达49万台。公告中提到的“电芯原材料缺陷”“隔膜绝缘失效”等术语，让普通用户看得一头雾水，但背后隐藏的却是锂电池安全的核心问题：隔膜失效引发的胀气与热失控。

罗马仕召回公告（来源：深圳市市场监督管理局）

安克创新召回公告（来源：安克创新官网）

这些召回产品中，部分电芯因隔膜材料或工艺缺陷（如杂质残留、热稳定性不足），在长期充放电后逐渐失去绝缘功能，导致内部短路。短路瞬间的焦耳热触发电解液分解，产生大量气体（如CO₂、H₂），电池内部压力骤增，最终引发鼓包甚至燃烧。而这一连锁反应的起点，往往源于那层仅几十微米厚、却关乎生死的“隐形守护者”——隔膜。

一、锂电池隔膜：塑料薄膜的「安全守门人」

从塑料材料学视角看，锂电池由正极、负极、隔膜与电解液构成，其中隔膜是一层厚度仅10-20μm的聚烯烃塑料薄膜。当充电宝放电时，锂离子需通过隔膜微孔从负极迁移至正极，而电子需经外部电路形成电流。若隔膜材料强度不足（如偷换未经检测的 PE/PP 薄膜），可能因刺穿或熔融导致正负极短路，这正是近期事故的根源。

电池隔膜性能参数的表征主要可分为结构特性、力学性能和理化性质等几个方面： 

1、隔膜的结构特性：

主要包括厚度、孔径及分布、孔隙率、透过性、微观形貌等参数

2、力学性能

拉伸强度、抗穿刺强度

3、理化性质

润湿性和润湿速度、化学稳定性、安全保护性能

4、热性能

热闭合温度、熔融破裂温度、热收缩率

5、电化学性能

线性伏安扫描测试(LSV)、电化学阻抗谱测试(EIS)、循环性能(CP)、离子电导率

二、电池隔膜检测方法

根据GB/T 36363-2018《锂离子电池用聚烯烃隔膜》标准，锂电池隔膜需要进行的物理检测项目主要包括以下内容，按关键性能分类整理如下：

基本物理特性检测

厚度及均匀性

测试方法：采用非接触式测厚仪或千分尺测量。

要求：厚度偏差需符合标准范围（通常≤±1μm），确保电池装配一致性

力学性能检测

拉伸强度与断裂伸长率

测试方法：使用万能材料试验机，测试隔膜纵向（MD）和横向（TD）的拉伸性能。

标准要求：拉伸强度≥100 MPa（MD/TD），断裂伸长率需均衡。

穿刺强度

测试方法：用特定针头刺穿隔膜，记录最大力值。

意义：防止电池内部枝晶刺穿隔膜导致短路，通常要求≥300 gf。

透气性能检测

Gurley值（透气度）

测试方法：测量100 mL空气通过隔膜所需时间（秒）。

标准范围：常规隔膜Gurley值在200-500秒/100 mL，过低可能影响机械强度，过高则阻碍离子传输。

热性能检测

热收缩率

测试方法：将隔膜在特定温度（如90℃、120℃）下加热一定时间，测量尺寸变化率。

要求：高温下收缩率需≤5%（纵向/横向），防止电池内部短路。

闭孔温度与破膜温度

闭孔温度：隔膜微孔闭合的温度（通常130-140℃），阻断离子传输以提升安全性。

破膜温度：隔膜完全熔融破裂的温度（≥150℃），需通过差示扫描量热法（DSC）或热机械分析（TMA）测定。

国高材分析测试中心热分析仪

孔径与分布测试

最大孔径与平均孔径

测试方法：采用泡点法（Bubble Point）或扫描电镜（SEM）分析。

要求：孔径分布均匀，最大孔径≤1μm，防止锂枝晶穿透。

表面特性与润湿性

接触角（润湿性）

测试方法：测量电解液在隔膜表面的接触角，评估浸润速度。

意义：接触角小（<30°）表明润湿性好，利于电池充放电效率。

国高材分析测试中心接触角测量仪

表面粗糙度与涂层均匀性（如为涂覆隔膜）

测试方法：原子力显微镜（AFM）或光学轮廓仪分析。

国高材分析测试中心原子力显微镜

化学稳定性与电解液兼容性

吸液率与保液能力

测试方法：浸泡隔膜于电解液中，计算质量变化率。

要求：高吸液率（≥100%）确保电解液充分保留。

其他特殊测试

绝缘性能：验证隔膜在干燥状态下的电阻率（需≥1×10^8 Ω·cm）。

抗老化性能：高温/高湿环境下的耐久性测试。

三、总结

GB/T 36363标准通过上述检测项目全面评估隔膜的物理性能，确保其满足锂电池高能量密度、长循环寿命及安全性的要求。实际测试需在标准温湿度环境（如23±2℃、50±5%RH）下进行，并依据标准附录的详细方法操作。对于企业质量控制，建议配置符合标准要求的测试仪器综合验证隔膜适用性能。