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电池隔膜检测项目及仪器应用

归属: 发布时间:2022-05-17 15:57:45 编辑:

  电池隔膜作为锂离子电池的重要组成部分,在电池中起着防止正、负极短路,同时在充放电过程中提供离子运输通道的作用。其性能的优劣决定了电池的界面结构内阻,进而影响电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性。通过对锂电池隔膜的透气量、拉伸强度、抗穿刺性能、热收缩率、厚度等指标检测,可有效提高电池的综合性能。下面我们来详细的了解一下。
  一、厚度检测
  厚度是锂电池隔膜基本的参数之一,通常和锂离子的透过性成反比、跟隔膜的力学性能成正比,故在满足机械强度的条件下应尽可能减小隔膜厚度以提升电池性能。
  对锂电池隔膜厚度检测,参考GB/T_6672-2001塑料薄膜和薄片厚度测定_机械测量法,运用机械接触式的方法进行检测。米莱仪器生产的CHY-CU测厚仪可对电池隔膜进行厚度测量,此款测厚仪误差可低至0.1um;同时测量头可自动升降,有效避免了人为因素造成的系统误差;配备自动进样器,可一键实现全自动多点测量,人为误差小;配备微型打印机,数据实时显示、自动统计、打印,方便快捷地获取测试结果。


  二、透气度测试
  透气度是反映隔膜透过率能力的指标,可用在一定时间和压力下,通过隔膜气体的量的多少来表征,以此来反映锂离子透过隔膜的通畅性。目前,国内隔膜厂家基本以透气度、孔隙度指标来衡量隔膜的透气性能。透气率是指特定的空气在一定的压力条件下,通过1平方英寸面积的隔膜所需要的时间,电池隔膜的透气率和装配电池的内阻成正比,即该数值越大,则内阻越大。
  二、锂电池隔膜耐穿刺强度测试
  鉴于隔膜生产过程中的蜷曲缠绕和包装,电池的组装和拆卸,以及实际使用中反复充放电等因素,要求隔膜必须具备一定的物理强度以克服上述过程中的物理冲击、穿刺、磨损和压缩等作用带来的损坏,因此需要考察隔膜的穿刺强度。
  锂电池隔膜穿刺强度测试结果与穿刺针的规格、穿刺速率、下夹具孔的尺寸有关。目前行业主要参考ASTM D3763塑料高速穿刺试验方法、柔性阻隔薄膜和层合膜抗低速穿透试验等标准,测试结果和穿刺针的规格、穿刺的速度以及夹具的尺寸大小有关系。根据大量的试验和观察,锂离子电池隔膜的穿刺强度为300-500.
  综合考虑,米莱仪器推荐使用MTL-500N智能电子拉力试验机,配备特殊的穿刺夹具,就可完成对隔膜穿刺强度进行测定,同时,也能完成隔膜拉伸强度测试。


  锂电池隔膜抗穿刺强度测试仪
  四、隔膜拉伸强度检测
  拉伸强度是反映隔膜在使用过程中受到外力作用时维持尺寸稳定性的参数,若拉伸强度不够,隔膜变形后不易恢复原尺寸会导致电池短路。通常参照GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测试》和ASTM D882-10对隔膜的拉伸强度进行测试。米莱仪器推荐使用MTL-500N智能电子拉力试验机,用来检测电池隔膜抗拉伸强度性能。
  在同一台仪器上可完成电池隔膜穿刺强度和电池隔膜拉伸强度检测,在确保0.1级测试精度的基础上,可为企业节约开支。
  五、锂电池隔膜热收缩率检测
  锂离子电池在制造和使用过程中,会时常处于热环境中,锂离子电池隔膜多采用一种热塑性材料聚烯烃,受热时尺寸会发生一定收缩。根据制造工艺的不同,单向拉伸膜由于机械方向(MD)为分子链被拉伸的方向,因此隔膜在该方向易发生收缩,此情况下的横向(TD)收缩一般较小。双向拉伸膜因机械方向和横向均被拉伸,都会发生细微的收缩现象。倘若隔膜的热缩率非常大,那么隔膜对于隔离正负极的作用将被削弱,甚至发生短路。为了降低电池受热时的短路风险,应选择具有合适热缩率的隔膜材料。


  米莱仪器根据锂电池隔膜热收缩率特性,研发生产的RSY-01 热缩试验仪,用于检测电池隔膜热收缩性能,仪器采用数字P.I.D控温监控技术,在确保快速达到设定温度的同时,还能有效避免温度波动。且为液体介质的加热提供了稳定的测试环境,又兼具自动计时功能,从而大限度保证了测试数据的准确性。
  锂电池隔膜的物理性能测试是一项重要的工作。锂电池隔膜在专业的锂电池隔膜检测设备测试下,厂家可以通过试验得出的数据从而提高锂电池隔膜性能,对锂电池的生产和行业发展具有一定的积极意义。

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