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鋰電池隔膜抗穿刺性能檢驗方法

鋰電池隔膜作為正、負極的隔離材料,是鋰電池的必要組成部分,所采用隔膜材料性能的優(yōu)劣直接影響電池的安全性與成本。

隨著科學技術的進步及環(huán)保意識的增強,具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、自放電率小、低污染、無記憶效應等優(yōu)異性能的鋰電池在手機、筆記本電腦、平板電腦、數碼相機、電動車、航空航天、航海、人造衛(wèi)星、小型醫(yī)療、軍用通信設備等產品及領域中得到廣泛應用。

鋰電池隔膜

抗穿刺性能是評價隔膜材料性能的重要力學指標,可有效反映隔膜裝配過程中是否易于短路。將混合后的活性物質、炭黑、增塑劑和PVDF均勻地涂覆在金屬箔片上,經過高溫真空干燥后制成的鋰電池電極,其表面由活性物質和炭黑混合物的微小顆粒所構成而呈現凸凹不平,故而被夾在正負極間的隔膜材料,需要承受很大的壓力,因此隔膜材料應具有較強的抗穿刺性能,以防止鋰電池的正負極接觸而短路。

1、鋰電池隔膜刺穿試驗依據

依據標準GB/T 10004-2008《包裝用塑料復合膜、袋干法復合、擠出復合》中穿刺強度的相關規(guī)定進行操作。

2、隔膜刺穿試驗樣品準備

以聚烯烴類電池隔膜為試驗樣品,測試其抗穿刺性能,將同批次產品選取制作5到10個樣品。

3、鋰電池隔膜刺穿試驗的設備

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、鋰電池隔膜刺穿試驗原理

抗穿刺性能的高低以刺穿待測試樣過程中產生的最大力值——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(jiān)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(jiān)測試樣的變形情況。

5、鋰電池隔膜刺穿設備參數

一般設備配置有500N、50N兩種規(guī)格的力值傳感器可供選擇;根據相關標準規(guī)定,設備提供50mm/min、100mm/min、150mm/min、200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min、500 mm/min七種試驗速度,可根據試驗標準要求自由設定;1000mm的超長行程可以滿足大變形率材料的測試;限位保護、過載保護、自動回位以及掉電記憶等智能配置,保證用戶的操作安全。

6、鋰電池隔膜刺穿試驗過程

(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,并安裝好穿刺針。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,并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為5.34、5.61N5.57N5.49N5.32N所檢測的電池隔膜樣

品的抗穿刺性能為5片試樣測試結果的平均值5.47N,將結果與GB/T 10004-2008《包裝用塑料復合膜、袋干法復合、擠出復合》對照,如果在合格范圍內,則電池隔膜合格。

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