隔膜是鋰電池重要組成部分,隔膜具備電子絕緣性,可以避免出現(xiàn)短路現(xiàn)象;同事具備離子導(dǎo)電性,可以保證電池的電化學(xué)性能。隔膜對(duì)電池的容量、循環(huán)性能、充放電倍率等有顯著影響;尤其對(duì)電池的安全性有較大影響。所以電池隔膜的優(yōu)劣性直接影響電池的綜合性能。我們可以用可測(cè)量的一些理化指標(biāo)以及電化學(xué)指標(biāo)來(lái)判斷對(duì)電池性能的影響。
2018年全國(guó)堿性蓄電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)和中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)組織相關(guān)企業(yè)制定的《鋰離子電池用聚烯烴隔膜》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)編號(hào):GB/T36363-2018),該標(biāo)準(zhǔn)將于2019年1月1日施行。
標(biāo)注中規(guī)定了鋰離子電池聚烯烴隔膜的要求、實(shí)驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等信息。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)要求整理了部分關(guān)鍵的測(cè)試項(xiàng)目。
測(cè)試項(xiàng)目 | 對(duì)隔膜性能意義 | 對(duì)電池影響 |
厚度 | 厚度均勻性 | 內(nèi)阻、容量、安全性 |
拉伸強(qiáng)度/斷裂伸長(zhǎng)率 | 抗拉特定,加工適應(yīng)性 | 制造過(guò)程的安全性 |
穿刺強(qiáng)度 | 耐顆粒、毛刺的穿刺能力 | 短路率、安全性 |
熱收縮率 | 受熱環(huán)境中尺寸穩(wěn)定性 | 安全性、循環(huán)性能 |
1、厚度測(cè)試
厚度是所有材料的基本特性,厚度大小直接影響整體材料的物理性能。由于隔膜為多孔結(jié)構(gòu),如果采用光學(xué)無(wú)接觸測(cè)量方法的話,數(shù)據(jù)波動(dòng)較大,穩(wěn)定性不好。
采用機(jī)械測(cè)量方法來(lái)進(jìn)行測(cè)試,依據(jù)《GB/T 6672 塑料薄膜與薄片厚度的測(cè)定 機(jī)械測(cè)量法》標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)準(zhǔn)要求:
2、拉伸強(qiáng)度/斷裂伸長(zhǎng)率
目前拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)一般依據(jù)《GB/T 1040.3 塑料拉伸性能的測(cè)試》,標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)拉伸試驗(yàn)機(jī)的要求如下:速度:滿足以下速度5、50、100、200、300、500mm/min的要求,試驗(yàn)速度為250mm/min。
試樣寬度:15mm夾具距離:100mm
標(biāo)準(zhǔn)要求:
3、穿刺強(qiáng)度
穿刺強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)要求:試驗(yàn)機(jī)負(fù)載傳感器分辨率為0.01N;穿刺針:φ=1.0mm,**為球面R=0.5mm;樣品固定夾具:內(nèi)直徑為10mm。試樣夾緊后以100mm/min的速度進(jìn)行穿刺。穿刺強(qiáng)度單位為牛每微米(N/μm)。
標(biāo)準(zhǔn)要求:
4、熱收縮率
熱收縮率是指電池隔膜在加熱前后的尺寸變化情況。
實(shí)驗(yàn)方法:從卷膜縱向方向上裁取100mm×100mm的正方形隔膜3塊,將不銹鋼板和兩片定量濾紙放入烘箱中部位置,控制溫度達(dá)到90℃或120℃。90℃保持2小時(shí),120℃保持1小時(shí)。加熱結(jié)束后恢復(fù)室溫。根據(jù)橫縱向長(zhǎng)度的變化計(jì)算收縮率。
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