近年來，鋰電池發(fā)展速度較快，具有能量高、循環(huán)壽命長、充電功率范圍廣、倍率放電性能好等優(yōu)點，受到廣大制造廠家青睞，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于智能手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機、電動自行車等領(lǐng)域。
鋰電池隔膜
隔膜作為鋰電池的重要組成部件，對阻隔電子通過防止短路和保證內(nèi)部離子透過使電池高效、穩(wěn)定、安全地運行具有重要意義。雖然隔膜自身未發(fā)生任何的電化學(xué)反應(yīng)，但其結(jié)構(gòu)和性能卻影響電池的界面結(jié)構(gòu)和內(nèi)阻等，進(jìn)而影響電池整體的容量、充放電電流密度、循環(huán)性能以及安全性等。
因此，通過對鋰電池隔膜的各項性能參數(shù)的分析測試和調(diào)控，可有效提高電池的綜合性能。
濟(jì)南眾測機電設(shè)備有限公司對鋰電池隔膜厚度、鋰電池隔膜隔膜透氣度、鋰電池隔膜拉伸強度和鋰電池隔膜穿刺強度等物理力學(xué)性能檢測指標(biāo)積累了豐富的經(jīng)驗。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和鋰電池隔膜特性研發(fā)生產(chǎn)的電池隔膜檢測儀器專業(yè)應(yīng)用于電池隔膜材料的透氣量、拉伸、抗穿刺性、熱收縮率、厚度等指標(biāo)檢測。
下面，眾測機電將主要圍繞鋰離子電池隔膜物理檢測指標(biāo)做綜合分析，同時，介紹相關(guān)鋰離子電池隔膜檢測儀器。
關(guān)鍵詞：鋰離子電池隔膜檢測、鋰電池檢測儀器、電池隔膜檢測儀器、電池隔膜檢測設(shè)備、隔膜熱收縮率、電池隔膜耐穿刺性能、電池隔膜透氣率測試儀、電池隔膜性能測試儀器
一、鋰電池隔膜厚度檢測項目
厚度是鋰電池隔膜基本的參數(shù)之一，通常和鋰離子的透過性成反比、跟隔膜的力學(xué)性能成正比，故在滿足機械強度的條件下應(yīng)盡可能減小隔膜厚度以提升電池性能。
對鋰電池隔膜厚度檢測，參考GB/T_6672-2001塑料薄膜和薄片厚度測定_機械測量法，運用機械接觸式的方法進(jìn)行檢測。眾測機電參照該標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)生產(chǎn)了鋰電池隔膜厚度測量儀THK-01(通用名稱為測厚儀)，該儀器在測試誤差上*可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.1um；同時測量頭可自動升降，有效避免了人為因素造成的系統(tǒng)誤差；配備自動進(jìn)樣器，可一鍵實現(xiàn)全自動多點測量，人為誤差??；配備微型打印機，數(shù)據(jù)實時顯示、自動統(tǒng)計、打印， 方便快捷地獲取測試結(jié)果。
鋰電池隔膜厚度測量儀
由于電池隔膜的材料較軟，隔膜厚度測量時應(yīng)盡力減小測量的壓力。眾測機電研發(fā)的這款厚度測試儀就可很好的控制與隔膜的接觸面積，確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。
二、 鋰電池隔膜透氣度測試
透氣度是反映隔膜透過率能力的指標(biāo)，可用在一定時間和壓力下，通過隔膜氣體的量的多少來表征，以此來反映鋰離子透過隔膜的通暢性。而隔膜透過性的大小是隔膜孔隙率、孔徑、孔的形狀及孔曲折度等隔膜內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)綜合因素影響的結(jié)果。
目前，國內(nèi)隔膜廠家基本以透氣度、孔隙度指標(biāo)來衡量隔膜的透氣性能。
透氣率是指特定的空氣在一定的壓力條件下，通過1平方英寸面積的隔膜所需要的時間，用Gurley值來表示，即一定體積的氣體，在一定壓力條件下通過一定面積的隔膜所需要的時間。對于相同的電池隔膜，這個數(shù)值從一定意義上來講，和用此隔膜裝配的電池的內(nèi)阻成正比，即該數(shù)值越大，則內(nèi)阻越大。
濟(jì)南眾測機電研發(fā)生產(chǎn)的的鋰電池隔膜透氣度測試儀GTR-G3【 通用名稱為壓差法氣體透過率測試儀】用來檢測鋰電池隔膜透氣度。該檢測設(shè)備可同時測定隔膜的氣體透過率、溶解度系數(shù)、擴散系數(shù)，三腔均值保證三個試樣同時測試，而且寬范圍、高精度的溫濕度控制，可滿足各種試驗條件下的測試。
鋰電池隔膜透氣度測試儀
二、鋰電池隔膜耐穿刺強度測試
鑒于隔膜生產(chǎn)過程中的蜷曲纏繞和包裝，電池的組裝和拆卸，以及實際使用中反復(fù)充放電等因素，要求隔膜必須具備一定的物理強度以克服上述過程中的物理沖擊、穿刺、磨損和壓縮等作用帶來的損壞，因此需要考察隔膜的穿刺強度。
鋰電池隔膜穿刺強度測試結(jié)果與穿刺針的規(guī)格、穿刺速率、下夾具孔的尺寸有關(guān)。目前行業(yè)主要參考ASTM D3763塑料高速穿刺試驗方法 (Standard TestM ethod for High Speed Puncture Properties of Plastics Using Load and Displacement Sensors)和ASTM F1306 柔性阻隔薄膜和層合膜抗低速穿透試驗 ( Standard Test Method for Slow Rate Penetration Resistance of Flexible Barrier Films and Laminates)等標(biāo)準(zhǔn)，測試結(jié)果和穿刺針的規(guī)格、穿刺的速度以及夾具的尺寸大小有關(guān)系。根據(jù)大量的試驗和觀察，鋰離子電池隔膜的穿刺強度為300~500。
綜合考慮，眾測機電推薦使用TST-02H智能電子拉力試驗機+配備特殊的穿刺夾具，就可完成對隔膜穿刺強度進(jìn)行測定，同時，也能完成隔膜拉伸強度測試。
鋰電池隔膜抗穿刺強度測試儀
四、隔膜拉伸強度檢測
拉伸強度是反映隔膜在使用過程中受到外力作用時維持尺寸穩(wěn)定性的參數(shù)，若拉伸強度不夠，隔膜變形后不易恢復(fù)原尺寸會導(dǎo)致電池短路。通常參照GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的測試》和ASTM D882-10《Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting》對隔膜的拉伸強度進(jìn)行測試。
因此，眾測機電推薦使用TST-02H智能電子拉力試驗機，用來檢測電池隔膜抗拉伸強度性能。
鋰電池隔膜拉伸強度試驗機
總之，在同一臺儀器上可完成電池隔膜穿刺強度和電池隔膜拉伸強度檢測，在確保0.1級測試精度的基礎(chǔ)上，還為企業(yè)節(jié)約了一大筆經(jīng)費開支，兩全其美。
五、 鋰離子電池隔膜熱收縮率檢測
鋰離子電池在制造和使用過程中，會時常處于熱環(huán)境中,鋰離子電池隔膜多采用一種熱塑性材料聚烯烴，受熱時尺寸會發(fā)生一定收縮。根據(jù)制造工藝的不同，單向拉伸膜由于機械方向(MD)為分子鏈被拉伸的方向，因此隔膜在該方向易發(fā)生收縮，此情況下的橫向(TD)收縮一般較小。雙向拉伸膜因機械方向和橫向均被拉伸，都會發(fā)生細(xì)微的收縮現(xiàn)象。倘若隔膜的熱縮率非常大，那么隔膜對于隔離正負(fù)極的作用將被削弱，甚至發(fā)生短路。為了降低電池受熱時的短路風(fēng)險，應(yīng)選擇具有合適熱縮率的隔膜材料。
眾測機電根據(jù)鋰電池隔膜熱收縮率特性，研發(fā)生產(chǎn)的熱縮試驗儀RSY-01 用于檢測電池隔膜熱收縮性能，本檢測儀器采用數(shù)字P.I.D控溫監(jiān)控技術(shù)，在確保快速達(dá)到設(shè)定溫度的同時，還能有效避免溫度波動。且為液體介質(zhì)的加熱提供了穩(wěn)定的測試環(huán)境，又兼具自動計時功能，從而大限度保證了測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
鋰電池隔膜熱收縮率測試儀
隔膜是一種絕緣材料，主要作用是防止正負(fù)極材料接觸導(dǎo)致短路，是保障鋰離子電池安全的重要部分之一。隔膜能夠浸潤在電解液中，而且表面上有大量允許鋰離子通過的微孔。材料、厚度和微孔數(shù)量等等特性都會影響鋰離子穿過隔膜的速度，進(jìn)而影響到電池的放電倍率、循環(huán)壽命等性能。
因此，鋰電池隔膜物理性能測試是一項重要的工作。鋰離子電池隔膜在專業(yè)的鋰電池隔膜檢測設(shè)備測試下，廠家可以通過試驗得出的數(shù)據(jù)從而提高鋰電池隔膜性能，具有一定的積極意義。
