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                    1. 新聞資訊 news

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                      鋰電池隔膜質量檢測方法

                      隔膜作為鋰離子電池的一個核心材料,性能的好壞也直接決定了電池的界面結構、內阻,進而直接影響電池的電性能,那么鋰電池隔膜質量檢測方法有哪些呢?

                      高倍率鋰離子電池

                      1. 厚度

                      隨著電池能量密度的提高,電池的隔膜也越來越薄,測量的精度也要求越來越高,一般企業測量用千分尺,也有“GB/T 6672-2001塑料薄膜和薄片厚度測定_機械測量法”這一個標準測量法,國際上也有相應的標準進行測量,但這些標準均不是對隔膜所制定的,所以存在測試范圍寬,精度低等問題,所以要求準確的企業一般采用精密測厚儀進行測量,但由于隔膜材質軟,測量時候的壓力過大會導致測量的數據不準確,所以也有企業用非接觸式的測厚儀進行測量,但是隔膜具有多孔結構,采用非接觸的測量時也會導致厚度測量不一致的問題,所以在實際測量過程需要根據隔膜的種類選擇不同的測試的方法,盡量多測幾個點保證隔膜厚度的一致性。

                      1. 彎曲度

                      有些企業也叫拱形度,指隔膜分切后產生的弧形,弧形明顯時會造成疊片不齊,卷繞時產生渦狀,造成極片外露進而短路。測試方法為將隔膜條平鋪于桌面上,與鋼板尺邊緣進行平行度的對比,可以得到隔膜的弧度。

                      1. 透氣度

                      隔膜在一定條件下一定體積的空氣通過隔膜所需要的時間,也稱作Gurley值,其大小對電池的性能具有一定的影響,一般采用ASTM測試法(ASTM D726 Standard Test Method for Resistance of Nonporous Paper to Passage of Air)

                      1. 孔隙率

                      空隙的體積占整個體積的比例,測試方法有吸液計算法以及測試法,吸液計算法是將隔膜浸潤在已知溶劑中,通過測量隔膜浸潤前后的質量差計算出隔膜被液體占據的空隙體積,計算公式如下:

                      壓汞測試法是利用外力對隔膜施加壓力將汞壓入隔膜的孔隙之中,然后通過測量壓入汞的體積來計算隔膜的孔隙率,多次測量后取平均值。

                      1. 孔徑分布

                      也可采用壓汞儀進行測量,采用壓汞法即測量汞壓入孔所施壓力計算出孔徑參數,但需要說明的是壓汞儀測量出來的結果包含通孔和非通孔,而且干法隔膜在汞浸入是會產生應力破壞隔膜的微孔結構,所以實際測試時也會采用毛細管流動分析儀進行測量,采用惰性氣體沖破已潤濕的隔膜,測量氣體流出的壓力值,通過計算得到孔徑參數。

                      1. 浸潤性

                      一般采用接觸角測量法,其原理在負極相關知識介紹中已經詳細介紹過,在此不在重復。

                      1. 表面狀態

                      通過SEM可以看出隔膜的表面狀態,區分隔膜的種類。

                      1. 機械性能

                      1)拉伸強度、延伸率:反映隔膜橫向(TD)和縱向(MD)的機械性能,拉伸到隔膜直到斷裂為止的力,一般用拉力儀進行測量,干法和濕法可以看出有顯著區別;

                      2)穿刺強度:評估外界尖銳物體穿透隔膜時的力,與電池的安全性能強相關,用專用的測試設備可以測出。

                      1. 熱性能

                      1)熱收縮率:加熱前后隔膜尺寸的變化率,也分為橫向(TD)和縱向(MD)的收縮率,現在各個廠家的測試溫度和時間都是不同的,有85℃2h、90℃24h、105℃2h,130℃0.5h等等,根據不同的需要可進行不同的測試;隨著陶瓷隔膜的應用,隔膜的熱收縮率也是越來越低;

                      2) DSC測試:主要測試隔膜的閉孔以及破膜的溫度,用差式掃描量熱儀進行測量。

                      1. 電性能

                      將隔膜和正負極、電解液組裝到一起進行倍率、高低溫、存儲、循環、內阻、安全等測試比較不同隔膜的性能,在此也不在贅述。

                      作為四大主材之一的隔膜的作用是使電池的正負極分開,防止正負極接觸而引發短路問題,同時,其微孔結構可以使得電解液離子通過的功能。另外,隔膜的縱向以及橫向的拉伸強度保證隔膜在收到一定的外力時不變形,其熱穩定性也能保證電池在高溫失效時的安全性能。

                      雖然其組成成分比較單一,但測試的項目還是比較多的,隨著技術的發展,陶瓷隔膜已經的到了廣泛的應用,涂膠隔膜、功能性涂層隔膜、無紡布隔膜等新型隔膜也逐漸應用到了鋰離子電池中,相信在不就的將來,更多高安全性、高機械性能的隔膜也將逐漸走入到鋰離子電池行業中。

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