鋰電池隔膜基本性能檢測分析與解決方（fāng）案

　　近年來，隨著國內消費和移動等IT領域終端產品的飛速增長，可充電（diàn）的鋰電池早已成為手機、筆記本、PDA等移動消費電子的標準配置電源。隔膜作為鋰電池結構中至（zhì）為關鍵的內層組件之（zhī）一，其物理、化學性能的優劣將直接（jiē）決（jué）定著電（diàn）池的（de）界麵結構、內阻等，進而影（yǐng）響電（diàn）池整體的容量、循環以及安全性能等（děng）。但是材（cái）料是中國唯一還（hái）沒（méi）有實現自給的鋰電池關鍵材（cái）料。然，隔膜性能的優異卻對（duì）國內鋰電池隔膜的質量產生重要影響。本文將主要圍繞鋰電池隔膜的“物理檢測指標”做（zuò）綜合分析。

　　濟南賽成科技作為包（bāo）裝材料檢測領域中的（de）老牌企業，在鋰電池隔膜的物理力學性能測試方麵（miàn）積累了豐（fēng）富的經驗。對隔膜的力學性能指標主要指隔膜的厚度測試（shì），隔膜（mó）的透氣度，拉伸強度（dù），穿刺強度等（děng）指標。下麵，小編將結合我（wǒ）公司針（zhēn）對（duì）鋰電池隔膜的不同的測試解決方案進行一一講解。

一、隔膜的厚度測試：

厚（hòu）度是鋰電池（chí）隔膜最基本的特性（xìng）之一，其要（yào）求的厚度均勻性與所有薄膜生產企業如出一轍，可謂永恒追求（qiú）的質量指標，會直接影響隔膜卷的外觀質（zhì）量以及內在性能，因此是（shì）生產過程中需嚴加控製的（de）質量指標之一。隔膜厚度的均勻性包括縱（zòng）向厚度的均（jun1）勻和橫（héng）向厚度的均勻，但比較而言，橫向（xiàng）厚度均勻性更為重（chóng）要，一般必須（xū）控（kòng）製在1um以內。

對鋰電池隔膜厚度均（jun1）勻性（xìng）指標的檢測，參考GB/T 6672—1986《塑料薄膜和薄片厚度的測定機械測量法》，運用機械接觸式的方法進行（háng）檢測。基於該標準的規定，本文使用濟南賽成研發的（de）“CHY—CA薄膜測厚儀（yí）”。該儀器在測試精度上（shàng）完全可達到標準規（guī）定（dìng）的0.1um，同時測（cè）量頭可（kě）自動升降，有效避免了人為（wéi）因素造成的係統誤差（chà），且自動進樣，數據實時顯示，兼具自動統計（jì）和打印等多項實（shí）用功能，極大方便了用（yòng）戶（hù）操作以及對（duì）結果的分析。

需（xū）要注意的是（shì），由於電池隔膜的材料較軟，所以在測（cè）量時（shí）應盡（jìn）力減小測量的壓力。濟南賽成研發的這款測厚儀就可很（hěn）好的控製與隔膜的接觸麵積，確保測量數據的精準。

對隔膜的厚度測試，還可通過非接觸式測厚儀。但是非接（jiē）觸式測厚儀盡管測量（liàng）速度快、對樣品無損傷，但由於非接觸式測厚儀（yí）多采（cǎi）用（yòng）光學原理，為點測量，而隔膜又是多孔的結構，因此對測量結果的波動十分大，反而更不利於厚度均勻性（xìng）的（de）測定。

  二、隔膜透氣度測試

透氣度是反映隔膜透過率能力的指（zhǐ）標，可用在一定時間和壓力下，通過隔膜氣體的量的多少來表征（zhēng），以此（cǐ）來反映鋰（lǐ）離子透過隔（gé）膜的通暢性。而隔膜透過性的大（dà）小是隔膜孔隙率、孔徑、孔（kǒng）的形狀及（jí）孔曲折度等隔膜內部孔結構綜合因素影響的結果。目前，國內的隔膜廠家基本以透氣度、孔隙度（dù）指標來衡（héng）量隔膜的透氣性。

透氣（qì）率（lǜ）是指特定的空氣（qì）在一定（dìng）的（de）壓力條（tiáo）件下，通過1平方英寸麵積的隔膜所需要的時（shí）間，用Gurley值（zhí）來表示。由於“透氣度”的概念主要來（lái）源於造紙行業，所以現行主要參考標準為GB/T 458—2008《紙和紙板透氣度的測定》。基於該標準，本文推（tuī）薦使（shǐ）用濟南賽成研發的“GPT-201B壓差法氣（qì）體滲透儀”。該儀器可同時測定隔膜的氣（qì）體透過率、溶解度（dù）係（xì）數、擴散係數，三腔均值保證三個試（shì）樣同時測試（shì），而且寬範圍、高精度的溫濕度控製，可滿足各種試驗條件下的測試，跟共提供比例（lì）和模糊的雙重試驗過程判斷模式，因此可在短時間內有效判斷鋰電池隔膜的透氣度。

　 三、隔（gé）膜的拉伸強度測試

隔（gé）膜（mó）的拉伸強度與（yǔ）製膜的工藝相（xiàng）關聯，因此實（shí）時監控其拉伸強度，有利於提高鋰電池隔膜的綜合性能。一般行業中（zhōng）有單軸拉伸和雙軸拉伸，采用單軸拉伸，膜在（zài）拉伸方向上（shàng）與垂直方向強度不同；而采用雙軸拉伸，隔膜（mó）在兩個方向上一致性相（xiàng）接近。一般拉伸強度主要是（shì）指縱向強度要達（dá）到100MP以上，橫向強度不能太大（dà），過大會導致橫向（xiàng）收縮率增大，而這種收縮會加大（dà）鋰電（diàn）池正、負極接觸的幾率。　

　 目前，對鋰電（diàn）池隔膜拉伸強度指標的（de）檢（jiǎn）測參考（kǎo）標準為GB/T 1040《塑（sù）料拉伸性能的測試》。基於此，本文（wén）使用濟南賽成研發的“XLW-Ｈ智能電子拉力（lì）機”，該儀器可憑借0.5級超高精度，有效保（bǎo）證了測（cè）試結（jié）果的準確（què）性，同時1000MM的超長行程可滿足各超大變形（xíng）率材料的測試，還提供定伸應力、彈性模量、應力應變等（děng）數據分析。此外，一台儀器還集拉伸、穿刺、剝離、撕裂等其（qí）中獨立測試（shì）程序，方便用（yòng）戶的不同（tóng）測試需求。

四、隔膜穿刺強度測試

鋰電池隔膜的抗（kàng）穿刺強度是指施加在給定針行物上用來戳（chuō）穿（chuān）隔膜樣本的（de）質量（liàng），主要用來表示隔膜在裝配過程中發生短路的趨勢。由於隔（gé）膜是被夾（jiá）在凹凸不平的正、負極片中間，需要承受很大的壓力。因此為了防止短（duǎn）路，所以要求隔（gé）膜必須（xū）具備一定的抗穿刺強度（dù）。正常情況下，抗（kàng）穿刺（cì）強度值一般在300—500g。

考慮到隔膜穿刺（cì）強度的測試結果與（yǔ）穿刺針的規（guī）格、穿刺速率、下（xià）夾具孔的（de）尺寸（cùn）有關，目前行業（yè）主要參考ASTM D3763《塑料高速穿刺試驗方法》。基於此，本文推薦使用濟南賽成研發的“XLW－Ｈ智能電子拉力機”，該儀器不僅可滿（mǎn）足上述拉伸強度指標的測試，隻需配（pèi）備一特殊的（de）穿刺夾（jiá）具（jù），就可完成對隔膜穿刺強度進行測定。這樣一來，用戶可謂在同（tóng）一台儀器上測試不同的項目指標-同上（shàng）麵提到（dào）的隔（gé）膜的拉伸（shēn）強度測試。，在確保0.5級測試精度（dù）的同時，還為企（qǐ）業節約了一大筆經費開支，兩全其美。

五、熱收縮（suō）率

鋰電池（chí）隔膜的（de）熱收縮率是指隔膜加熱前後的尺寸變化率。99国产精一区二区都知道，一旦隔膜橫向拉伸（shēn）增大，必（bì）然導（dǎo）致隔膜熱收縮率的增大，從而也就（jiù）無（wú）形中增加了鋰電池正、負極接觸的幾率。而這一現象，恰恰是廠家在生產時所極力避開的，將對鋰電池整體性能的發揮有重要意義。

目前，行業內針對隔膜熱（rè）收（shōu）縮（suō）率指標的測定（dìng），主要參考標準為（wéi）GB/T 2027—2004《塑料 薄膜和薄片（piàn） 加熱尺寸變化率試驗方法》和UL SUBJECT 2591—2009《電（diàn）池隔（gé）膜》。這兩種方法主要不同點在於，國家標準中（zhōng）是將樣品至於高嶺土床上進行測試，而UL標準采用兩塊鋼板將隔膜夾在其中，並（bìng）施加一定的壓力進行測試。由於該壓力更接近隔膜在電池中所受壓力，進而也就更（gèng）接近於隔膜在電池中的真實情（qíng）況，因此所測（cè）數據更有意義。基於上述（shù）標準，本文推薦使用（yòng）濟南賽（sài）成研（yán）發的“RSY-01 熱縮試驗儀（yí）”。該儀器采用數字P.I.D控（kòng）溫監控技術，在確保（bǎo）快速達到設定溫度的同時，還能有效避免（miǎn）溫度波動。且為液體介質的加熱提供了穩定的測試（shì）環境，又兼具自（zì）動計時功能，從（cóng）而最大限度（dù）保（bǎo）證了測試（shì）數據的準確性。

鋰電（diàn）池（chí）隔膜物理性能測試總結：本文通過對鋰電池隔膜厚度、透氣度（dù）、拉伸強度（dù）、穿刺強度、熱收縮率（lǜ）物性指標的測試分析，在專（zhuān）業（yè）儀器的幫助下（xià），廠（chǎng）家可以通過試驗得出（chū）的精（jīng）確數據從（cóng）而找到（dào）對（duì）提高鋰電（diàn）池隔（gé）膜性能的方（fāng）向和方法，具有一定的積（jī）極意義。