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LS1试验机隔膜强度与表面形貌测试介绍

更新时间:2024-02-26      点击次数:310
  锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。 隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。
  ◆ 隔膜强度测试
  隔膜在厚度尽可能薄的前提下,需保证具有一定的物理力学强度,以满足生产和使用过程中的性能要求。强度要求主要有拉伸强度、穿刺强度和剥离强度等。
  1)拉伸测试
  隔膜拉伸测试采用气动夹具夹紧,排除人为夹持过松导致的打滑现象,同时提高了测试速度;夹具自带对中装置,确保测试的有效性。
  拉伸试验可测定材料的一系列强度指标和塑性指标,如:弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、拉伸强度、屈服强度等。
 
  2)穿刺测试 
  锂电池隔膜的穿刺试验是评价隔膜抗穿刺强度的最主要方法。通过标准的探头以标准的速度穿透隔膜,捕捉穿透瞬间的最大载荷,除以隔膜的平均厚度即为穿刺强度。
  气动穿刺辅具采用气缸升降,可快速、高效的固定隔膜,且保证均一、稳定的夹紧力;可定制前后入料或左右入料,符合人体工程学设计。
 
  3)剥离测试 
  涂覆质量的好坏直接关系到电池电性能的发挥,剥离试验可以有效的鉴定涂覆质量,显示浆料涂覆强度,均匀性等指标。测试可以用180度剥离,90度剥离,可变角度的剥离等多种方式,为质控和研发提供较大的扩展空间。
 
◆ 隔膜表面形貌测试
 
  隔膜材料主要是高分子聚合物(PE/PP),像孔隙率、平均孔径大小与孔径分布等都是它的形貌特征。一般孔径分布越窄、越均匀,电池的电性能越优异。孔径的大小和分布目前主要采用扫描电子显微镜(SEM)直接观测。
  使用SEM可以观察隔膜的孔径尺寸和分布均匀性,还可以对多层和有涂覆隔膜的截面进行观察,测量隔膜厚度。从生产工艺上分,隔膜可以分为干法和湿法两种制备方法。
 
  PE/PP基材在接近熔点时均会因熔化而收缩变形,因此隔膜上涂覆陶瓷等纳米材料或其它材料,涂覆改进的聚酰亚胺(PI)等也逐渐应用在商用电池中。
 
  扫描电镜是利用电子枪发射电子束,高能入射电子轰击样品表面时,被激发的区域将产生二次电子、背散射电子、和特征 X射线等信号,通过对这些信号的接受、放大和显示成像,可观察到样品表面的特征,从而分析样品表面的形貌、结构、成分(ESD)等。
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