锂電池隔膜抗穿刺性能檢驗方法
锂電池隔膜作为正、负极的隔离材料,是锂電池的必要组成部分,所采用隔膜材料性能的优劣直接影响电池的安全性与成本。
随着科学技术的进步及环保意识的增强,具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电率小、低污染、无记忆效应等优异性能的锂電池在手机、笔记本电脑、平板电脑、数码相机、电动车、航空航天、航海、人造卫星、小型医疗、军用通信设备等产品及领域中得到广泛应用。


抗穿刺性能是评价隔膜材料性能的重要力学指标,可有效反映隔膜装配过程中是否易于短路。将混合后的活性物质、炭黑、增塑剂和PVDF均匀地涂覆在金属箔片上,经过高温真空干燥后制成的锂電池电极,其表面由活性物质和炭黑混合物的微小颗粒所构成而呈现凸凹不平,故而被夹在正负极间的隔膜材料,需要承受很大的压力,因此隔膜材料应具有较强的抗穿刺性能,以防止锂電池的正负极接触而短路。
1、锂電池隔膜刺穿试验依据
依据标准GB/T 10004-2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》中穿刺强度的相关规定进行操作。
2、隔膜刺穿試驗樣品准備
以聚烯烴類電池隔膜爲試驗樣品,測試其抗穿刺性能,將同批次産品選取制作5到10個樣品。
3、锂電池隔膜刺穿试验的设备
以智能電子拉力試驗機對電池隔膜樣品的穿刺力進行測試,要注意條件設置的同等性。
4、锂電池隔膜刺穿试验原理
抗穿刺性能的高低以刺穿待測試樣過程中産生的最大力值——穿刺力表示。試驗時,將試樣裝夾在固定夾具中,配置有穿刺針的動夾具以設定的速度向試樣移動,直至刺穿試樣,該動夾具中含有力值傳感器,可實時監控刺穿過程中的力值變化,從而得到試樣的穿刺力。另外,該夾具中同時配有位移傳感器,用于實施監測試樣的變形情況。
5、锂電池隔膜刺穿设备参数
一般设备配置有500N、50N两种规格的力值传感器可供选择;根据相关标准规定,设备提供50mm/min、100mm/min、150mm/min、200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min、500 mm/min七种试验速度,可根据试验标准要求自由设定;1000mm的超长行程可以满足大变形率材料的测试;限位保护、过载保护、自动回位以及掉电记忆等智能配置,保证用户的操作安全。
6、锂電池隔膜刺穿试验过程
(1)用取樣器從待測試的電池隔膜樣品表面裁取試樣5片。
(2)在設備控制軟件上設置試驗速度、試樣名稱、試驗次數等參數信息,將試樣裝夾在專用夾具中,並安裝好穿刺針。點擊“試驗”選項,試驗開始,穿刺針按照設定試驗速度移動刺穿試樣,設備實時顯示力值變化,並在測試結束報告穿刺力值。
7、記錄試驗結果
5片試樣的穿刺力測試值分別爲5.34、5.61N5.57N5.49N5.32N所檢測的電池隔膜樣
品的抗穿刺性能为5片试样测试结果的平均值5.47N,将结果与GB/T 10004-2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》对照,如果在合格范围内,则电池隔膜合格。
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