锂电池隔膜是锂电池的内层组件,锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一,主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
今天,彩虹多多机电小编根据GB/T36363-2018 锂离子电池用聚烯烃隔膜标准简单的介绍下锂电池隔膜测试项目及相关检测仪器。
一、隔膜厚度偏差测试
锂电池隔膜的厚度是否均匀是检测其各项性能的基础,隔膜厚度的均匀性包括纵向厚度的均匀和横向厚度的均匀,但比较而言,横向厚度均匀性更为重要,一般必须控制在1um以内。厚度不均匀,会影响到透气率、拉伸强度等性能,对厚度实施控制也是确保质量与控制成本的重要手段。
对锂电池隔膜厚度检测,参考GB/T6672-1986《塑料薄膜和薄片厚度的测定机械测量法》,运用机械接触式的方法进行检测。
彩虹多多机电参照该标准研发生产了电池隔膜测厚仪THK-01,该厚度测量仪在测试误差上完全可达到标准规定的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;配备专用自动进样器,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。
隔膜厚度测试仪
二、隔膜透气度试验
电池隔膜是指在锂离子电池正极与负极中间的聚合物隔膜,其主要作用有:隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过;让电解质液中的离子在正负极间自由通过。隔膜的存在首先要满足它不能恶化电池的电化学性能,主要表现在内阻上。通常内阻的大小通过其透气率来表征,或者称之为Gurley数,即一定体积的气体,在一定压力条件下通过一定面积的隔膜所需要的时间。对于相同的电池隔膜,这个数值从一定意义上来讲,和用此隔膜装配的电池的内阻成正比,即该数值越大,则内阻越大。
彩虹多多机电研发生产的电池隔膜透气仪BTY-G3用于电池隔膜透气性能检测,三个测试腔完全独立,可同时测试三种相同或不同的试样
电池隔膜透气仪
三、隔膜耐穿刺强度
穿刺强度是指施加在给定针形物上用来戳穿隔膜样本的质量,用它来表示隔膜在装配过程中发生短路的趋势。电池隔膜抗穿刺检测,目前可以参考的标准有GBT36363-2018《锂离子电池用聚烯烃隔膜》、团体标准《动力汽车锂电池隔膜团体标准(征求意见稿)》等。
锂离子电池隔膜穿刺试验是评价隔膜抗穿刺强度的最主要方法。通过标准的探头以标准的速度穿透隔膜,捕捉穿透瞬间的最大载荷(N),除以隔膜的平均厚度(um)即为穿刺强度(N/m)。隔膜根据其成型工艺的不同,分为干法、湿法,而具体工艺上又有单向拉伸、双向同步拉伸,双向异步拉伸等,且根据其表面涂布材料的不同,每种膜表现出的抗穿刺性能会有很大的区别。
彩虹多多机电研发生产的TST-01B电子拉力试验机或隔膜穿刺力试验仪MCT-02A用来检测电池隔膜抗穿刺强度大小
隔膜穿刺力试验仪
四、隔膜拉伸强度、断裂伸长率
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。
隔膜断裂伸长率越小,意味着隔膜在受到一定压力后就会断裂,失去隔离性能,导致电池短路、爆炸等安全事故。因此,隔膜断裂伸长率的大小直接影响到锂电池的安全性。
隔膜拉伸强度、断裂伸长率试验按GB/T1040.3-2006的规定进行,采用宽为(15士0.1)mm的2型试样,夹具间的初始距离(100士5)mm,试验速度为(250士10)mm/min,推荐使用彩虹多多机电研发生产的TST-01B电子拉力试验机
五、隔膜热收缩率
隔膜热收缩率对电池性能和安全性具有重要影响。热收缩率反映了隔膜在高温环境下的尺寸稳定性,若隔膜热收缩率过大,可能导致正负极接触,从而引发短路等安全事故。因此,控制锂电池隔膜的热收缩率至关重要。
彩虹多多机电研发生产的用来检测电池隔膜热收缩性能,本设备采用数字P.I.D控温监控技术,不仅可以快速达到设定温度,还可以有效地避免温度波动。
电池隔膜热收缩率测试仪
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