隔膜作為鋰(lǐ)離子電池的一個核心材料(liào),性能的好壞也直接決定(dìng)了電池的(de)界麵結(jié)構(gòu)、內阻,進而直接影(yǐng)響電池(chí)的電性能,那麽鋰電池隔膜質量檢測方法(fǎ)有哪些呢?
隔膜作(zuò)為鋰(lǐ)離子電(diàn)池的一個(gè)核(hé)心材料(liào),性能的好壞也直接(jiē)決定了電池的界麵結構、內阻,進而直接影響電池的電性能(néng),那麽鋰電池隔膜質量檢測方法有(yǒu)哪些呢(ne)?
厚度檢測(cè)
隨著電池能量密度的提(tí)高,電池的隔膜也越來越薄(báo),測量的精度也要求(qiú)越來越高,一般企業(yè)測量用千分尺,也有“GB/T 6672-2001塑料(liào)薄膜和薄片(piàn)厚(hòu)度測定_機械測量法”這一個標準測量法,國際上也(yě)有相應的標準進行測量,但這些標準均不是對隔膜所(suǒ)製定的,所以存在測試範圍寬,精度低(dī)等問題,所以要求準確的企業一般采用精密(mì)測厚儀(yí)進行(háng)測量,但由於隔膜材質(zhì)軟,測量時候的壓力過大會導致測(cè)量的(de)數(shù)據不準確(què),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(jiē)觸的測量時也會導(dǎo)致厚度測(cè)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(fǎ),盡量多測幾個點保證隔膜厚度的一致性。
推(tuī)薦儀器:高精度隔膜測厚儀
彎曲度檢測
有些企業也(yě)叫拱形度,指隔膜分切後產生的弧形(xíng),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(fǎ)為將隔膜條平鋪於桌(zhuō)麵上,與鋼板尺邊緣進行平行度的(de)對比,可以得到隔膜的弧度(dù)。
透氣性檢測
隔膜在一定(dìng)條件下一定體積的空氣通過隔膜所需要的時間,也(yě)稱作Gurley值,其大小對(duì)電池的(de)性能具有一(yī)定的影響,一般采(cǎi)用ASTM測試法(ASTM D726 Standard Test Method for Resistance of Nonporous Paper to Passage of Air)
推薦儀器(qì):電(diàn)池隔膜(mó)透氣性測試(shì)儀
機械性能檢測(cè)
1)拉伸強度、延伸(shēn)率:反映隔膜橫向(TD)和縱向(MD)的機械性能,拉(lā)伸到隔膜直到斷(duàn)裂為止的力,一般用拉力儀進行測量,幹法和濕(shī)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(ān)全性能強相關,用專用的(de)測試設備可以(yǐ)測出。
推薦儀器:電子拉力試驗機
熱性能檢測
1)熱(rè)收縮率:加熱前後隔膜尺寸的變化(huà)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(jiān)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(gé)膜的應用,隔膜的熱收縮率也是越來越低;
2) DSC測(cè)試:主要測試隔膜的(de)閉孔以及破膜的溫度,用差式掃描量熱(rè)儀進行測(cè)量。
孔隙率檢測
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(yǐ)知溶劑中,通過測量隔膜浸潤前後的質量差計算出隔膜被液體占據的空隙體(tǐ)積,計(jì)算(suàn)公(gōng)式如下:
壓汞測試法是(shì)利用(yòng)外力對隔膜施加壓(yā)力將汞壓入(rù)隔膜的孔隙之中,然(rán)後通過測量壓(yā)入汞的體積來計算隔膜的孔隙率,多次測量後取平均值。
孔徑分布(bù)檢測(cè)
也可采用壓汞儀進行測量,采用壓汞法即測量(liàng)汞壓入孔所施壓力計算出(chū)孔徑參數,但需要說明的是壓汞(gǒng)儀測量出來的結果包含通孔(kǒng)和非通孔,而且幹法隔膜在汞浸入是會產生應力破(pò)壞(huài)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(yí)進行測量,采用惰性氣體衝破已潤濕的隔(gé)膜(mó),測量氣體流出的壓力值,通過計算得到孔徑參數。
浸潤性檢測
一般采用接觸角(jiǎo)測量法,其原(yuán)理在負極相關(guān)知識介紹中已經詳細介紹過(guò),在此不在重複。
表麵狀態檢(jiǎn)測
通過SEM可(kě)以看出隔膜的表麵狀態,區分隔(gé)膜的種類。
電性能檢測
將隔膜和正(zhèng)負極、電解液組裝到一(yī)起進行倍率(lǜ)、高低溫、存儲、循環、內阻、安全等測試比較不同隔膜的(de)性能,在此也不在贅述(shù)。
作為四大(dà)主材之一的隔膜(mó)的作用是使(shǐ)電池的正負極分開(kāi),防(fáng)止正負(fù)極接觸而引發短路問(wèn)題(tí),同時,其微孔結構可以使得電解(jiě)液離子通過的功能。另外(wài),隔膜的縱向(xiàng)以(yǐ)及橫向(xiàng)的拉伸強度保證隔(gé)膜在收到一定的外力時不變形,其熱(rè)穩定性也能保證電池在高(gāo)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(táo)瓷隔膜已經的到了廣泛的應用,塗膠隔膜、功能(néng)性(xìng)塗層隔膜、無紡布隔膜等新型隔膜也逐漸應用(yòng)到了鋰離子電池(chí)中,相信在(zài)不(bú)就的將來,更多高安全性、高(gāo)機械性能的隔膜也將(jiāng)逐漸走(zǒu)入到鋰離子電池行業中。