鋰電池隔膜檢測儀器設備有哪些

原標題：鋰電池隔膜物理性能測試和鋰電池隔膜檢測儀器

近年來(lái)，鋰電池發(fā)展速度較快，具有能量高、循環(huán)壽命長(cháng)、充電功率范圍廣、倍率放電性能好等優(yōu)點(diǎn)，受到廣大制造廠(chǎng)家青睞，現已廣泛應用于智能手機、筆記本電腦、數碼相機、電動(dòng)自行車(chē)等領(lǐng)域。

鋰電池

     隔膜作為鋰電池的重要組成部件，對阻隔電子通過(guò)防止短路和保證內部離子透過(guò)使電池高效、穩定、安全地運行具有重要意義。雖然隔膜自身未發(fā)生任何的電化學(xué)反應，但其結構和性能卻影響電池的界面結構和內阻等，進(jìn)而影響電池整體的容量、充放電電流密度、循環(huán)性能以及安全性等。

    因此，通過(guò)對鋰電池隔膜的各項性能參數的分析測試和調控，可有效提高電池的綜合性能。

    濟南眾測機電設備有限公司對鋰電池隔膜厚度、鋰電池隔膜隔膜透氣度、鋰電池隔膜拉伸強度和鋰電池隔膜穿刺強度等物理力學(xué)性能檢測指標積累了豐富的經(jīng)驗。根據相關(guān)標準和鋰電池隔膜特性研發(fā)生產(chǎn)的電池隔膜檢測儀器專(zhuān)業(yè)應用于電池隔膜材料的透氣量、拉伸、抗穿刺性、熱收縮率、厚度等指標檢測。

    下面，眾測機電將主要圍繞鋰離子電池隔膜物理檢測指標做綜合分析，同時(shí)，介紹相關(guān)鋰離子電池隔膜檢測儀器。

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    一、鋰電池隔膜厚度檢測項目

    厚度是鋰電池隔膜最基本的參數之一，通常和鋰離子的透過(guò)性成反比、跟隔膜的力學(xué)性能成正比，故在滿(mǎn)足機械強度的條件下應盡可能減小隔膜厚度以提升電池性能。

    對鋰電池隔膜厚度檢測，參考GB/T_6672-2001塑料薄膜和薄片厚度測定_機械測量法，運用機械接觸式的方法進(jìn)行檢測。

    眾測機電參照該標準研發(fā)生產(chǎn)了鋰電池隔膜厚度測量?jì)xTHK-01（通用名稱(chēng)為測厚儀），該檢測儀器在測試誤差上可達到標準規定的0.1um；同時(shí)測量頭可自動(dòng)升降，有效避免了人為因素造成的系統誤差；配備專(zhuān)用自動(dòng)進(jìn)樣器，可一鍵實(shí)現全自動(dòng)多點(diǎn)測量，人為誤差最??；配備微型打印機，數據實(shí)時(shí)顯示、自動(dòng)統計、打印， 方便快捷地獲取測試結果。

鋰電池隔膜厚度測量?jì)x

 由于電池隔膜的材料較軟，隔膜厚度測量時(shí)應盡力減小測量的壓力。眾測機電研發(fā)的這款厚度測試儀就可很好的控制與隔膜的接觸面積，確保測量數據的精準。

   二、 鋰電池隔膜透氣度測試

    透氣度是反映隔膜透過(guò)率能力的指標，可用在一定時(shí)間和壓力下，通過(guò)隔膜氣體的量的多少來(lái)表征，以此來(lái)反映鋰離子透過(guò)隔膜的通暢性。而隔膜透過(guò)性的大小是隔膜孔隙率、孔徑、孔的形狀及孔曲折度等隔膜內部孔結構綜合因素影響的結果。

    目前，國內隔膜廠(chǎng)家基本以透氣度、孔隙度指標來(lái)衡量隔膜的透氣性能。

    透氣率是指特定的空氣在一定的壓力條件下，通過(guò)1平方英寸面積的隔膜所需要的時(shí)間，用Gurley值來(lái)表示，即一定體積的氣體，在一定壓力條件下通過(guò)一定面積的隔膜所需要的時(shí)間。對于相同的電池隔膜，這個(gè)數值從一定意義上來(lái)講，和用此隔膜裝配的電池的內阻成正比，即該數值越大，則內阻越大。

    濟南眾測機電研發(fā)生產(chǎn)的的鋰電池隔膜透氣度測試儀GTR-G1【 通用名稱(chēng)為壓差法氣體透過(guò)率測試儀】用來(lái)檢測鋰電池隔膜透氣度。該檢測設備可同時(shí)測定隔膜的氣體透過(guò)率、溶解度系數、擴散系數，而且寬范圍、高精度的溫濕度控制，可滿(mǎn)足各種試驗條件下的測試。

鋰電池隔膜透氣度測試儀

    三、鋰電池隔膜耐穿刺強度試驗

    鑒于隔膜生產(chǎn)過(guò)程中的蜷曲纏繞和包裝，電池的組裝和拆卸，以及實(shí)際使用中反復充放電等因素，要求隔膜必須具備一定的物理強度以克服上述過(guò)程中的物理沖擊、穿刺、磨損和壓縮等作用帶來(lái)的損壞，因此需要考察隔膜的穿刺強度。

    鋰電池隔膜穿刺強度測試結果與穿刺針的規格、穿刺速率、下夾具孔的尺寸有關(guān)。目前行業(yè)主要參考ASTM D3763塑料高速穿刺試驗方法 （Standard TestM ethod for High Speed Puncture Properties of Plastics Using Load and Displacement Sensors）和ASTM F1306 柔性阻隔薄膜和層合膜抗低速穿透試驗 （ Standard Test Method for Slow Rate Penetration Resistance of Flexible Barrier Films and Laminates）等標準，測試結果和穿刺針的規格、穿刺的速度以及夾具的尺寸大小有關(guān)系。根據大量的試驗和觀(guān)察，鋰離子電池隔膜的穿刺強度為300~500。

    綜合考慮，眾測機電推薦使用TST-02H鋰電池隔膜抗穿刺強度測試儀（通用名稱(chēng)為穿刺力測試儀），就可完成對隔膜穿刺強度進(jìn)行測定，同時(shí)，也能完成隔膜拉伸強度測試。

鋰電池隔膜抗穿刺強度測試儀

   四、隔膜拉伸強度檢測

    拉伸強度是反映隔膜在使用過(guò)程中受到外力作用時(shí)維持尺寸穩定性的參數，若拉伸強度不夠，隔膜變形后不易恢復原尺寸會(huì )導致電池短路。通常參照GB／T 1040．3-2006《塑料拉伸性能的測試》和ASTM D882-10《Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting》對隔膜的拉伸強度進(jìn)行測試。

    因此，眾測機電推薦使用TST-02H電子拉力試驗機，用來(lái)檢測電池隔膜抗拉伸強度性能。

鋰電池隔膜拉伸強度試驗機

    總之，在同一臺儀器上可完成電池隔膜穿刺強度和電池隔膜拉伸強度檢測，在確保0.1級測試精度的基礎上，還為企業(yè)節約了一大筆經(jīng)費開(kāi)支，兩全其美。

   五、 鋰離子電池隔膜熱收縮率檢測

    鋰離子電池在制造和使用過(guò)程中，會(huì )時(shí)常處于熱環(huán)境中,鋰離子電池隔膜多采用一種熱塑性材料聚烯烴，受熱時(shí)尺寸會(huì )發(fā)生一定收縮。根據制造工藝的不同，單向拉伸膜由于機械方向（MD）為分子鏈被拉伸的方向，因此隔膜在該方向易發(fā)生收縮，此情況下的橫向（TD）收縮一般較小。雙向拉伸膜因機械方向和橫向均被拉伸，都會(huì )發(fā)生細微的收縮現象。倘若隔膜的熱縮率非常大，那么隔膜對于隔離正負極的作用將被極大削弱，甚至發(fā)生短路。為了降低電池受熱時(shí)的短路風(fēng)險，應選擇具有合適熱縮率的隔膜材料。

    眾測機電根據鋰電池隔膜熱收縮率特性，研發(fā)生產(chǎn)的熱縮試驗儀RSY-01 用于檢測電池隔膜熱收縮性能，本檢測儀器采用數字P.I.D控溫監控技術(shù)，在確?？焖龠_到設定溫度的同時(shí)，還能有效避免溫度波動(dòng)。且為液體介質(zhì)的加熱提供了穩定的測試環(huán)境，又兼具自動(dòng)計時(shí)功能，從而最大限度保證了測試數據的準確性。

鋰電池隔膜熱收縮率測試儀

    隔膜是一種絕緣材料，主要作用是防止正負極材料接觸導致短路，是保障鋰離子電池安全的最重要部分之一。隔膜能夠浸潤在電解液中，而且表面上有大量允許鋰離子通過(guò)的微孔。材料、厚度和微孔數量等等特性都會(huì )影響鋰離子穿過(guò)隔膜的速度，進(jìn)而影響到電池的放電倍率、循環(huán)壽命等性能。

    因此，鋰電池隔膜物理性能測試是一項重要的工作。鋰離子電池隔膜在專(zhuān)業(yè)的鋰電池隔膜檢測設備測試下，廠(chǎng)家可以通過(guò)試驗得出的數據從而提高鋰電池隔膜性能，具有一定的積極意義。