鋰電池隔膜物理性能檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)方法介紹

鋰離子電池用聚烯烴隔膜是一種關(guān)鍵的電池材料，通常主要由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或其復(fù)合材料制成。其中，PE 具有良好的柔韌性和低溫性能，PP 則有較高的熔點(diǎn)和剛性，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、較高的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性。其中，聚烯烴隔膜在鋰離子電池領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是消費(fèi)類電子產(chǎn)品(如手機(jī)、筆記本電腦等)和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域鋰離子電池的主流隔膜材料。隨著鋰離子電池向高能量密度、高安全性方向發(fā)展，對(duì)聚烯烴隔膜的性能提出了更高的要求。對(duì)此，《GB∕T 36363-2018 鋰離子電池用聚烯烴隔膜》中對(duì)鋰離子電池用聚烯烴隔膜的檢測(cè)項(xiàng)目和檢測(cè)方法進(jìn)行了規(guī)范。

鋰電池隔膜物理性能檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)方法

1、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率

拉伸測(cè)試是評(píng)估隔膜在受拉力作用下的性能的常見(jiàn)方法。在測(cè)試中，隔膜樣品會(huì)被拉伸，以測(cè)量其在拉伸過(guò)程中的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，從而確定其拉伸強(qiáng)度和延展性。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，電池隔膜的縱向拉伸強(qiáng)度應(yīng)≥100MPa，橫向拉伸強(qiáng)度應(yīng)≥80MPa。斷裂伸長(zhǎng)率縱向斷裂伸長(zhǎng)率應(yīng)≥50%，橫向斷裂伸長(zhǎng)率應(yīng)≥30%。試驗(yàn)可以通過(guò)三泉中石智能拉力試驗(yàn)機(jī)按照GB/T 1040.3進(jìn)行：采用寬為(15士0.1)mm的2型試樣,夾具間的初始距離(100士5) mm,試驗(yàn)速度為(250士10) mm/ min。

2、熱收縮率

在90℃或120℃下，隔膜的熱收縮率應(yīng)小于5%。這項(xiàng)試驗(yàn)可以通過(guò)RSY-03熱收縮性試驗(yàn)儀來(lái)完成。

試驗(yàn)步驟：

將不銹鋼板和兩片定量濾紙放入烘箱中部位置,控制溫度使不銹鋼板和濾紙達(dá)到(90士1)C或(120士1)C.按照要求標(biāo)記隔膜的縱向和橫向,根據(jù)實(shí)際需求使用相應(yīng)分辨率的長(zhǎng)度測(cè)量器具分別量取試樣縱向和橫向的長(zhǎng)度后,將隔膜平展放置于鼓風(fēng)式恒溫箱中部不銹鋼板上的其中--片定量濾紙上,完畢后用另外一片定量濾紙壓住,關(guān)上恒溫箱門,開(kāi)始計(jì)算時(shí)間,在90 C的溫度下保持2 h士12 min,或在120 C的溫度下保持1 h士6 min.加熱結(jié)束后,取出隔膜,待隔膜恢復(fù)到窒溫后,再次測(cè)量縱向和橫向的標(biāo)記長(zhǎng)度。按照式公示分別計(jì)算隔膜縱向和橫向的收縮率,取3個(gè)測(cè)試結(jié)果的平均值作為該隔膜的熱收縮率。

3、穿刺強(qiáng)度

這種測(cè)試方法用于評(píng)估隔膜的耐刺穿性能。通過(guò)施加力量來(lái)模擬外部物體可能對(duì)隔膜造成的損害，從而確定隔膜的穿刺強(qiáng)度和抗刺穿能力。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定電池隔膜的穿刺強(qiáng)度應(yīng)≥300gf，以防止電池內(nèi)部短路。

試驗(yàn)方法：將隔膜平展于夾具中并夾緊，以(100土10) mm/min的速率進(jìn)行穿刺,完畢后取出試樣,按照GB/T 6672- -2001 的規(guī)定,按照要求在針孔的四周進(jìn)行4點(diǎn)厚度的測(cè)試,取平均值,并按照公式計(jì)算穿刺強(qiáng)度。

4、厚度

厚度范圍通常為5-25μm，具體根據(jù)電池類型確定。厚度均勻性誤差應(yīng)小于±2μm。這里可以選用三泉中石CHY-HS測(cè)厚儀，0.1μm滿足隔膜厚度的精準(zhǔn)測(cè)量。

5、透氣度

透氣性直接影響電解液浸潤(rùn)性和離子傳導(dǎo)性，通常要求Gurley值在100-500秒/100mL，方法按照ASTM D726或JIS P8117進(jìn)行。

6、孔隙率

孔隙率范圍通常為30%-50%，試驗(yàn)方法按照ASTM D2873進(jìn)行。

以上便是對(duì)鋰電池隔膜物理性能檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)方法的相關(guān)介紹，希望對(duì)您有所幫助。濟(jì)南三泉中石作為深耕實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)儀器領(lǐng)域的專業(yè)制造商，始終緊密契合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，持續(xù)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新與迭代，憑借前沿技術(shù)，打造出一系列具備高精度、高可靠性的檢測(cè)儀器，為新材料、新能源行業(yè)的技術(shù)革新注入強(qiáng)勁動(dòng)力，助力產(chǎn)業(yè)不斷突破發(fā)展瓶頸，邁向新的高度。