1. 厚度:
隨著電池能量密度的提高,電池的隔膜也越來(lái)越薄,測(cè)量的精度也要求越來(lái)越高,一般企業(yè)測(cè)量用千分尺,也有“GB/T 6672-2001塑料薄膜和薄片厚度測(cè)定_機(jī)械測(cè)量法”這一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量法,國(guó)際上也有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量,但這些標(biāo)準(zhǔn)均不是對(duì)隔膜所制定的,所以存在測(cè)試范圍寬,精度低等問(wèn)題,所以要求準(zhǔn)確的企業(yè)一般采用精密測(cè)厚儀進(jìn)行測(cè)量,但由于隔膜材質(zhì)軟,測(cè)量時(shí)候的壓力過(guò)大會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,所以也有企業(yè)用非接觸式的測(cè)厚儀進(jìn)行測(cè)量,但是隔膜具有多孔結(jié)構(gòu),采用非接觸的測(cè)量時(shí)也會(huì)導(dǎo)致厚度測(cè)量不一致的問(wèn)題,所以在實(shí)際測(cè)量過(guò)程需要根據(jù)隔膜的種類(lèi)選擇不同的測(cè)試的方法,盡量多測(cè)幾個(gè)點(diǎn)保證隔膜厚度的一致性。
2. 彎曲度:
有些企業(yè)也叫拱形度,指隔膜分切后產(chǎn)生的弧形,弧形明顯時(shí)會(huì)造成疊片不齊,卷繞時(shí)產(chǎn)生渦狀,造成極片外露進(jìn)而短路。測(cè)試方法為將隔膜條平鋪于桌面上,與鋼板尺邊緣進(jìn)行平行度的對(duì)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(guò)隔膜所需要的時(shí)間,也稱(chēng)作Gurley值,其大小對(duì)電池的性能具有一定的影響,一般采用ASTM測(cè)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(gè)體積的比例,測(cè)試方法有吸液計(jì)算法以及測(cè)試法,吸液計(jì)算法是將隔膜浸潤(rùn)在已知溶劑中,通過(guò)測(cè)量隔膜浸潤(rùn)前后的質(zhì)量差計(jì)算出隔膜被液體占據(jù)的空隙體積,計(jì)算公式如下:
壓汞測(cè)試法是利用外力對(duì)隔膜施加壓力將汞壓入隔膜的孔隙之中,然后通過(guò)測(cè)量壓入汞的體積來(lái)計(jì)算隔膜的孔隙率,多次測(cè)量后取平均值。
5. 孔徑分布:
也可采用壓汞儀進(jìn)行測(cè)量,采用壓汞法即測(cè)量汞壓入孔所施壓力計(jì)算出孔徑參數(shù),但需要說(shuō)明的是壓汞儀測(cè)量出來(lái)的結(jié)果包含通孔和非通孔,而且干法隔膜在汞浸入是會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力破壞隔膜的微孔結(jié)構(gòu),所以實(shí)際測(cè)試時(shí)也會(huì)采用毛細(xì)管流動(dòng)分析儀進(jìn)行測(cè)量,采用惰性氣體沖破已潤(rùn)濕的隔膜,測(cè)量氣體流出的壓力值,通過(guò)計(jì)算得到孔徑參數(shù)。
6. 浸潤(rùn)性:
一般采用接觸角測(cè)量法,其原理在負(fù)極相關(guān)知識(shí)介紹中已經(jīng)詳細(xì)介紹過(guò),在此不在重復(fù)。
7. 表面狀態(tài):
通過(guò)SEM可以看出隔膜的表面狀態(tài),區(qū)分隔膜的種類(lèi)。
8. 機(jī)械性能
1)拉伸強(qiáng)度、延伸率:反映隔膜橫向(TD)和縱向(MD)的機(jī)械性能,拉伸到隔膜直到斷裂為止的力,一般用拉力儀進(jìn)行測(cè)量,干法和濕法可以看出有顯著區(qū)別;
2)穿刺強(qiáng)度:評(píng)估外界尖銳物體穿透隔膜時(shí)的力,與電池的安全性能強(qiáng)相關(guān),用專(zhuān)用的測(cè)試設(shè)備可以測(cè)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(xiàn)在各個(gè)廠家的測(cè)試溫度和時(shí)間都是不同的,有85℃2h、90℃24h、105℃2h,130℃0.5h等等,根據(jù)不同的需要可進(jìn)行不同的測(cè)試;隨著陶瓷隔膜的應(yīng)用,隔膜的熱收縮率也是越來(lái)越低;
2) DSC測(cè)試:主要測(cè)試隔膜的閉孔以及破膜的溫度,用差式掃描量熱儀進(jìn)行測(cè)量。
10. 電性能
將隔膜和正負(fù)極、電解液組裝到一起進(jìn)行倍率、高低溫、存儲(chǔ)、循環(huán)、內(nèi)阻、安全等測(cè)試比較不同隔膜的性能,在此也不在贅述。
小結(jié):
作為四大主材之一的隔膜,雖然其組成成分比較單一,但測(cè)試的項(xiàng)目還是比較多的,隨著技術(shù)的發(fā)展,陶瓷隔膜已經(jīng)的到了廣泛的應(yīng)用,涂膠隔膜、功能性涂層隔膜、無(wú)紡布隔膜等新型隔膜也逐漸應(yīng)用到了鋰離子電池中,相信在不就的將來(lái),更多高安全性、高機(jī)械性能的隔膜也將逐漸走入到鋰離子電池行業(yè)中。
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原文標(biāo)題:鋰電池隔膜的相關(guān)檢測(cè)手段和方法
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