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。
2. 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。
3. 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)
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
小結:
作為四大主材之一的隔膜,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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原文標題:鋰電池隔膜的相關檢測手段和方法
文章出處:【微信號:Recycle-Li-Battery,微信公眾號:鋰電聯盟會長】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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