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锂电池隔膜抗穿刺性能检验方法

锂电池隔膜作为正、负极的隔离材料,是锂电池的必要组成部分,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电池在手机、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。

锂电池隔膜

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电池电极,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,以防止锂电池的正负极接触而短路。

1、锂电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、隔膜刺穿试验样品准备

以聚烯烃类电池隔膜为试验样品,测试其抗穿刺性能,将同批次产品选取制作5到10个样品。

3、锂电池隔膜刺穿试验的设备

以智能电子拉力试验机对电池隔膜样品的穿刺力进行测试,要注意条件设置的同等性。

4、锂电池隔膜刺穿试验原理

抗穿刺性能的高低以刺穿待测试样过程中产生的最大力值——穿刺力表示。试验时,将试样装夹在固定夹具中,配置有穿刺针的动夹具以设定的速度向试样移动,直至刺穿试样,该动夹具中含有力值传感器,可实时监控刺穿过程中的力值变化,从而得到试样的穿刺力。另外,该夹具中同时配有位移传感器,用于实施监测试样的变形情况。

5、锂电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、锂电池隔膜刺穿试验过程

(1)用取样器从待测试的电池隔膜样品表面裁取试样5片。

(2)在设备控制软件上设置试验速度、试样名称、试验次数等参数信息,将试样装夹在专用夹具中,并安装好穿刺针。点击“试验”选项,试验开始,穿刺针按照设定试验速度移动刺穿试样,设备实时显示力值变化,并在测试结束报告穿刺力值。

7、记录试验结果

5片试样的穿刺力测试值分别为5.34、5.61N5.57N5.49N5.32N所检测的电池隔膜样

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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