本文簡要介紹了電池的結構、電池隔膜的作用以及隔膜透氣性的優(yōu)劣對電池性能產生的影響,并介紹了隔膜透氣性檢測設備 Labthink BTY-BIP的實際測試情況。
隔膜是構成電池的基本材料之一,置于電池的正負電極之間,有利于提高電池的比容量和比能量,降低電池的內阻。好的電池隔膜對于電子絕緣性、離子導電性、材料的厚度和均勻性、力學強度、耐堿性、透氣性以及電化學穩(wěn)定性都有要求。
1、電池結構
電池主要由正極、負極、隔板、電解液四部分構成,隔膜是特殊形式的隔板。在使用隔膜之前,漿糊紙曾用作隔板廣泛應用于糊式電池和紙板電池中,當電池工業(yè)發(fā)展到堿性電池、二次電池之后,以前的漿糊紙已經無法滿足電池設計的要求,在多種指標上均占優(yōu)勢的隔膜就成為主要使用的隔板了。圖1.鎳氫電池結構圖
2、電池隔膜的作用
電池隔膜是電池結構中zui重要的一部分,它作為電池的正負極之間的隔離板,首先它必須具備良好的電絕緣性,其次由于它在電解液中處于浸濕狀態(tài),必須具備良好的耐堿性,并且要有良好的透氣性等。因此電池制造商在選擇隔膜時多選用在較廣的溫度范圍內(-55℃~85℃)保持電子穩(wěn)定性、體積穩(wěn)定性、和化學穩(wěn)定性,對電子呈高阻,對離子呈低阻,便于氣體擴散的盡量薄的隔離板。
隔膜性能的好壞在很大程度上將影響電池的循環(huán)壽命和自放電狀況,隔膜孔洞、厚度、阻抗的設計也成為判別電池品質好壞的重要指標。對于鎳氫電池,如果隔膜的透氣性不好,電池過充時正極產生的氧氣可能無法被快速復合掉,造成電池內壓升高,當壓力升高達到一定值后將從安全閥泄壓從而造成電解液的損失;隔膜透氣性好將有利于電池的氧復合順利進行,增加電池的耐過充性能。對于鋰電池,如果隔膜的透氣性不好,將影響鋰離子在正負極之間的傳遞,繼而影響鋰電池的充放電。
3、電池隔膜的透氣性檢測
隔膜的透氣性主要是針對氧氣而言,它需要達到一定的范圍以滿足使用要求。隔膜的透氣性、面密度、吸堿百分比等參數都是相互關聯(lián)的。如果隔膜透氣性很大,則隔膜的面密度就會有所降低,這會對電池的性能產生一定的影響。但是如果其它各項參數均達到理想的范圍內,而隔膜的透氣性卻不好,一樣會影響電池的性能,因此對隔膜的透氣性進行檢測是很有必要的。
4、BTY-B1P透氣性測試儀
Labthink BTY-BIP采用正壓法,能夠提供的上下測試腔的壓差可達0.1MPa,*可以滿足電池隔膜透氣性檢測的壓力條件;再者,BTY-BIP采用高分辨率的傳感器為電池隔膜的測量提供了可靠保障,由于傳感器的分辨率高,同時也提高了試驗的測試效率
BTY-BIP可對試樣進行連續(xù)測試并且能夠保持高精度、高數據重度性,如隔膜A在4月28日的10:26~11:26期間連續(xù)進行了9次試驗,試驗結果分別為:211.5,203.6,205.9,220.6,214.4,214.2,217.3,211.4,214.3(單位:s/100cc·in2·1.22kPa),計算可得測試平均值是212.6 s/100cc·in2·1.22kPa,標準偏差S是5.3,數據波動百分比CV%是2.49%,由此看出,數據的穩(wěn)定性、重復性是相當好的。
5、總結
電池隔膜的透氣性是衡量電池隔膜的一項重要指標,進而也是衡量電池品質的一項重要指標。電池行業(yè)的同仁如果對該項檢測或設備感興趣,溝通。
濟南蘭光機電技術有限公司 朱進
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