鋰離子電池是一種可充電電池，主要由正極、負(fù)極、電解質(zhì)和隔膜組成。其中，隔膜的作用是隔離正負(fù)極以防止短路，同時允許鋰離子通過以完成充放電過程。聚烯烴隔膜是鋰離子電池中最常用的隔膜材料之一，主要是因?yàn)樗哂辛己玫幕瘜W(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能。聚烯烴材料主要包括聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），有時也會使用這兩種材料的復(fù)合物。GB/T36363-2018《鋰離子電池用聚烯烴隔膜》標(biāo)準(zhǔn)中對鋰電池隔膜的物理性能做出了詳細(xì)的敘述。今天我們來了解一下。
鋰電池隔膜取樣方法：
取樣的隔膜包裝應(yīng)完好無損。在膜卷上去掉表面三層，沿隔膜的寬度切割取樣，作外觀、尺寸、物理性能及電性能測試。待測定的隔膜，應(yīng)密封包裝，防止受潮和受污染。
電池隔膜試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境
（1）試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)
試樣應(yīng)按GB/T2918-1998規(guī)定的下列條件進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)：溫度：(23士2)℃;相對濕度：(50士10)%;c)持續(xù)時間：不少于4h。
（2）試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件
試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件如下：溫度：(23士2)℃;相對濕度：(50士10)%。
一、厚度偏差
厚度是鋰離子電池隔膜隔膜最基本的特性之一，其要求的厚度均勻性與所有薄膜生產(chǎn)公司如出一轍，可謂永恒追求的質(zhì)量指標(biāo)，會直接影響隔膜卷的外觀質(zhì)量以及內(nèi)在性能，因此是生產(chǎn)過程中需嚴(yán)加控制的質(zhì)量指標(biāo)之一。隔膜厚度的均勻性包括縱向厚度的均勻和橫向厚度的均勻，但比較而言，橫向厚度均勻性更為重要，一般必須控制在1um以內(nèi)。要注意的是，由于鋰離子電池隔膜的材料較軟，所以在測量時應(yīng)盡力減小測量的壓力。
參照GB/T6672-2001的規(guī)定進(jìn)行。其中CHY-CU測厚儀的分辨率為0.1um,測量厚度的位置點(diǎn)，沿橫向方向等距離測試不少于3組，在縱向方向上每隔200mm測一組，共測試5組，計算平均值作為所測隔膜的厚度，并按照式(1)、式(2)和式(3)計算厚度偏差。
Ad=d-do……………(1)
式中：
Ad--隔膜的厚度平均值偏差，單位為微米(um);d--隔膜的厚度平均值，單位為微米(um);d。---隔膜的標(biāo)稱厚度值，單位為微米(um)。
Admax=dmax-do…………………(2)
Admx---隔膜的厚度上偏差，單位為微米(μm);
dmax----隔膜的厚度的更大測量值,單位為微米(um);d。--隔膜的標(biāo)稱厚度值,單位為微米(um)。
Admin=dmin-do………………(3)
Admin----隔膜的厚度下偏差，單位為微米(um);
dmin--隔膜的厚度的最小測量值,單位為微米(um);d。--隔膜的標(biāo)稱厚度值,單位為微米(um)。
二、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率
鋰離子電池隔膜隔膜的拉伸強(qiáng)度與制膜的工藝相關(guān)聯(lián)，因此實(shí)時監(jiān)控其拉伸強(qiáng)度，有利于提高鋰離子電池隔膜的綜合性能。一般行業(yè)中有單軸拉伸和雙軸拉伸，采用單軸拉伸，膜在拉伸方向上與垂直方向強(qiáng)度不同；而采用雙軸拉伸，隔膜在兩個方向上一致性相接近。一般拉伸強(qiáng)度重要是指縱向強(qiáng)度要達(dá)到100MP以上，橫向強(qiáng)度不能太大，過大會導(dǎo)致橫向收縮率增大，而這種收縮會加大鋰離子電池正、負(fù)極接觸的幾率。
此項(xiàng)測試按GB/T1040.3-2006的規(guī)定進(jìn)行,采用寬為(15+0.1)mm得2型試樣,MTL(PC)拉力試驗(yàn)機(jī)夾具間的初始距離(100+5)mm,試驗(yàn)速度為(250+10)mm/min。
三、穿刺強(qiáng)度
鋰離子電池隔膜的穿刺試驗(yàn)是評價隔膜抗穿刺強(qiáng)度的最主要方法。通過標(biāo)準(zhǔn)的探頭以標(biāo)準(zhǔn)的速度穿透隔膜，捕捉穿透瞬間的更大載荷（N），除以隔膜的平均厚度（μm）即為穿刺強(qiáng)度（N/μm）。隔膜根據(jù)其成型工藝的不同，分為干法、濕法，而具體工藝上又有單向拉伸、雙向同步拉伸，雙向異步拉伸等，且根據(jù)其表面涂布材料的不同，每種膜表現(xiàn)出的抗穿刺性能會有很大的區(qū)別。
將鋰電池隔膜平展于MTL(PC)拉力試驗(yàn)機(jī)夾具中并夾緊,以(100+10)mm/min的速率進(jìn)行穿刺,完畢后取出試樣,按照GB/T6672-2001的規(guī)定,按照圖5所示在針孔的四周進(jìn)行4點(diǎn)厚度的測試，取平均值，并按照式(8)計算穿刺強(qiáng)度。
四、熱收縮率
試驗(yàn)設(shè)備
RSY-01熱縮試驗(yàn)儀
試樣
在膜卷的縱向方向上裁取100mmX100mm的正方形隔膜3塊切取隔膜時應(yīng)使一個邊緣與隔膜的縱向邊緣平行，更大 偏離角度不應(yīng)超過5，并做好縱向橫向的標(biāo)識。若隔膜寬度<100mm則取樣大小為：100mmx隔膜寬度。
試驗(yàn)步驟
?（1）將試樣平放入兩個嵌有金屬網(wǎng)的框架間，確保兩金屬網(wǎng)間距離保持在1~3mm，以保證試樣的自由收縮。
（2）根據(jù)測試需求，設(shè)定好試驗(yàn)的溫度和時間。確保加熱槽中已加入適量的傳熱介質(zhì)（如甘油），且溫度已達(dá)到設(shè)定值并穩(wěn)定?。
（3）將裝有試樣的框架迅速浸入設(shè)定溫度的恒溫介質(zhì)中，開始計時。保持試樣在恒溫介質(zhì)中自由收縮一段時間（如20秒），然后取出?。
（4）取出試樣后，將其浸入備用的常溫浴中冷卻一段時間（如5秒），然后取出水平靜置。在規(guī)定的時間內(nèi)（如30分鐘內(nèi)），使用測量工具（如游標(biāo)卡尺）分別測量試樣的縱、橫向尺寸，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算試樣的熱收縮率?。按照公式分別計算隔膜縱向和橫向的收縮率，取3個測試結(jié)果的平均值作為該隔膜的熱收縮率。
五、透氣度
在測試溫濕度、常壓環(huán)境中透氣度測試儀施加1.21kPa壓力下100mL空氣通過面積為6.45cm隔膜所需要的時間。
在膜卷上沿縱向相隔150mm裁取隔膜3塊；若隔膜寬度≥100mm時取試樣大小為100mmX100mm，若隔膜寬度<100mm時取樣大小為100mmX隔膜寬度，將隔膜置于TQY-02透氣度測試儀的測試頭中進(jìn)行透氣度測試，取3次測試結(jié)果的平均值作為隔膜的透氣度。
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