鋰電池隔膜物理性能檢測項目及檢測方法介紹

鋰離子電池用聚烯烴隔膜是一種關鍵的電池材料，通常主要由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或其復合材料制成。其中，PE 具有良好的柔韌性和低溫性能，PP 則有較高的熔點和剛性，具有良好的化學穩定性、較高的力學性能、熱穩定性。其中，聚烯烴隔膜在鋰離子電池領域應用廣泛，是消費類電子產品(如手機、筆記本電腦等)和電動汽車等領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、高安全性方向發展，對聚烯烴隔膜的性能提出了更高的要求。對此，《GB∕T 36363-2018 鋰離子電池用聚烯烴隔膜》中對鋰離子電池用聚烯烴隔膜的檢測項目和檢測方法進行了規范。

鋰電池隔膜物理性能檢測項目及檢測方法

1、拉伸強度和斷裂伸長率

拉伸測試是評估隔膜在受拉力作用下的性能的常見方法。在測試中，隔膜樣品會被拉伸，以測量其在拉伸過程中的應力-應變關系，從而確定其拉伸強度和延展性。標準中規定，電池隔膜的縱向拉伸強度應≥100MPa，橫向拉伸強度應≥80MPa。斷裂伸長率縱向斷裂伸長率應≥50%，橫向斷裂伸長率應≥30%。試驗可以通過三泉中石智能拉力試驗機按照GB/T 1040.3進行：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，隔膜的熱收縮率應小于5%。這項試驗可以通過RSY-03熱收縮性試驗儀來完成。

試驗步驟：

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到(90士1)C或(120士1)C.按照要求標記隔膜的縱向和橫向,根據實際需求使用相應分辨率的長度測量器具分別量取試樣縱向和橫向的長度后,將隔膜平展放置于鼓風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,關上恒溫箱門,開始計算時間,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.加熱結束后,取出隔膜,待隔膜恢復到窒溫后,再次測量縱向和橫向的標記長度。按照式公示分別計算隔膜縱向和橫向的收縮率,取3個測試結果的平均值作為該隔膜的熱收縮率。

3、穿刺強度

這種測試方法用于評估隔膜的耐刺穿性能。通過施加力量來模擬外部物體可能對隔膜造成的損害，從而確定隔膜的穿刺強度和抗刺穿能力。標準中規定電池隔膜的穿刺強度應≥300gf，以防止電池內部短路。

試驗方法：將隔膜平展于夾具中并夾緊，以(100土10) mm/min的速率進行穿刺,完畢后取出試樣,按照GB/T 6672- -2001 的規定,按照要求在針孔的四周進行4點厚度的測試,取平均值,并按照公式計算穿刺強度。

4、厚度

厚度范圍通常為5-25μm，具體根據電池類型確定。厚度均勻性誤差應小于±2μm。這里可以選用三泉中石CHY-HS測厚儀，0.1μm滿足隔膜厚度的精準測量。

5、透氣度

透氣性直接影響電解液浸潤性和離子傳導性，通常要求Gurley值在100-500秒/100mL，方法按照ASTM D726或JIS P8117進行。

6、孔隙率

孔隙率范圍通常為30%-50%，試驗方法按照ASTM D2873進行。

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