鋰電（diàn）池隔膜基本性能檢測分析與解決方案（àn）

　　近年來，隨著國內消費（fèi）和移動等IT領域終端產（chǎn）品的飛（fēi）速增長，可充電的（de）鋰電（diàn）池早（zǎo）已成為手機、筆記本（běn）、PDA等移動消費電子（zǐ）的標準配置電源。隔（gé）膜作為鋰電池結構中（zhōng）至（zhì）為關鍵的內層組件之一，其物理、化學性能的優劣將直接決定著電池的界麵結構、內阻（zǔ）等，進而影響電池整體的容量、循環以及安全性（xìng）能等。但是材料是中國唯一還沒有實現自給的鋰（lǐ）電（diàn）池關鍵材料。然，隔膜性能的優異卻對國內鋰電池隔膜的質量（liàng）產生重要影響（xiǎng）。本文將（jiāng）主要圍（wéi）繞鋰電（diàn）池（chí）隔（gé）膜的“物理檢測指標”做綜合分析。

　　濟南草莓樱桃丝瓜绿巨人秋葵污绿巨人科技作為包裝材料（liào）檢測領（lǐng）域中的老牌企業，在鋰電池隔膜的物理力學性能測試方麵積（jī）累（lèi）了豐富的經驗。對（duì）隔膜（mó）的力學性能指標主要（yào）指（zhǐ）隔膜的厚度測試，隔膜的透氣度，拉伸強度，穿刺強度等指標。下麵（miàn），小編（biān）將結合我公（gōng）司針對鋰電（diàn）池隔膜的不同的測試解決方案進（jìn）行一一講解。

一、隔膜的（de）厚度測試：

厚度是鋰電池隔膜最基本的特性（xìng）之一，其要求的厚度均勻性與所有薄膜生產企業如出一轍，可謂永恒追求的質量指標，會直接（jiē）影響隔膜卷的外觀質量以及內在性能，因此是生產過程中需嚴加控製的質量指標之一。隔膜（mó）厚（hòu）度的均勻性包括（kuò）縱（zòng）向厚度的均勻和橫向厚度的（de）均勻，但比較而言，橫向厚度（dù）均勻性更（gèng）為重要，一般必須控製在1um以內。

對鋰電池隔膜厚度（dù）均勻（yún）性指標的檢測，參考GB/T 6672—1986《塑料薄膜和薄片厚度的測定機械測量法》，運用機（jī）械接觸式的方法（fǎ）進行檢測（cè）。基於該（gāi）標準的規定，本文使用濟南草莓樱桃丝瓜绿巨人秋葵污绿巨人研發的“CHY—CA薄膜測厚儀”。該儀器在（zài）測試精度上完全可達到標準規定的0.1um，同時（shí）測量頭（tóu）可自動升降，有效避免了人（rén）為因素造成的係統誤差（chà），且自（zì）動進樣，數據實時顯示，兼具自動統計和打印等多項實用功能，極大方便了用戶操作以及對結果的（de）分析。

需（xū）要注意的是（shì），由於電池隔膜的材料較軟，所以在測量時應盡力減小測量的壓力。濟南草莓樱桃丝瓜绿巨人秋葵污绿巨人研（yán）發的這款（kuǎn）測厚儀就可很好的控製與隔膜的接觸麵積，確保測量數據的精準。

對隔膜（mó）的厚度測試，還可（kě）通過非接觸（chù）式（shì）測（cè）厚儀。但是非接觸式（shì）測（cè）厚儀盡管測量速（sù）度快、對樣品無損傷，但由於非（fēi）接觸式測厚儀多采用光學原理，為點測量，而隔膜又是多孔的結構，因（yīn）此對測量結（jié）果的波動（dòng）十分大，反而更不利於厚度（dù）均勻性的測定。

  二、隔（gé）膜透氣度測試

透（tòu）氣度是反（fǎn）映隔膜透過率能（néng）力的指標，可用在（zài）一定時間和壓力下，通過隔膜氣體的量的多少來表征，以此（cǐ）來反映鋰離子透過隔膜的通暢性。而隔膜透過性的大小是隔膜孔隙率、孔徑、孔（kǒng）的形狀及孔曲折（shé）度等隔膜內部孔結構綜合因素（sù）影響的結果。目前，國內的隔膜廠家基本以（yǐ）透（tòu）氣度、孔隙度指標來衡量隔（gé）膜的透氣（qì）性。

透（tòu）氣率（lǜ）是指特定（dìng）的（de）空氣在一定的壓力條件下，通過1平方英寸麵積的隔膜所需要的時間，用Gurley值來表示。由於（yú）“透氣度”的概念主要來源於造紙行業，所以現行主要參考標（biāo）準為（wéi）GB/T 458—2008《紙和紙板透氣度的測定》。基於該標準，本文推薦使用濟南草莓樱桃丝瓜绿巨人秋葵污绿巨人研發的“GPT-201B壓差法氣體滲透儀”。該儀器可同時（shí）測定隔膜的氣體透過率、溶解度係數、擴散係數，三腔均值保證三個試（shì）樣同時測試，而且寬範圍、高精度的溫濕度控製，可滿足各種試驗（yàn）條件下的測試，跟共提供比例和模糊的雙重試驗（yàn）過程判斷模式，因此可在（zài）短時間內有（yǒu）效判斷鋰（lǐ）電池隔膜的透氣度。

　 三、隔膜的拉（lā）伸強度測試

隔膜（mó）的拉伸強度與製膜的工藝相關（guān）聯（lián），因此實時監控其拉伸（shēn）強度，有利於提（tí）高鋰電池隔膜的綜合性能（néng）。一般行業中有單軸拉伸和雙軸拉伸，采用單（dān）軸（zhóu）拉（lā）伸，膜在拉伸方向上與垂直方向強度（dù）不同；而采用雙軸拉伸，隔膜在兩個方向上一致性相接近。一般拉伸強度主要是指縱（zòng）向（xiàng）強度要達到100MP以上（shàng），橫向強度不能太大，過（guò）大會導致橫向收縮率（lǜ）增（zēng）大，而這種收縮會加大鋰電池正、負極接（jiē）觸的幾率。　

　 目前，對鋰電池（chí）隔膜拉伸強度指標的檢測參考標準為GB/T 1040《塑料拉伸性能的測試》。基於此，本文使用濟南草莓樱桃丝瓜绿巨人秋葵污绿巨人研發的“XLW-Ｈ智（zhì）能電（diàn）子拉力（lì）機”，該儀器可憑借0.5級超高精（jīng）度，有效保證了測試結果的（de）準確性，同時1000MM的超長（zhǎng）行程（chéng）可滿足各超大變形率材料的測（cè）試，還提供定伸（shēn）應力、彈性模量、應力應變等數據分析。此外，一台儀器還集拉伸、穿刺、剝（bāo）離、撕裂等其中獨立測試程序，方便用戶的不同測試需求。

四（sì）、隔膜穿刺強度測試

鋰電池隔膜的抗穿刺強度是（shì）指施加在給定針行物上（shàng）用來戳穿隔膜樣本的質量，主要用來表（biǎo）示隔膜在裝配過程中發生短路的趨（qū）勢。由於（yú）隔膜是被夾在凹凸不平的正、負極片中（zhōng）間（jiān），需要承受很大的壓力。因此（cǐ）為了防止短路，所（suǒ）以要求隔膜必須具備一定的抗穿刺強度。正常情況下，抗穿刺強（qiáng）度值一般在300—500g。

考慮到隔膜穿刺強度的測試結果與穿刺針的規格、穿刺速率、下夾具孔的尺寸有關，目前行業主要參考ASTM D3763《塑料高速穿刺試驗方法》。基於此，本文推薦使用濟南草莓樱桃丝瓜绿巨人秋葵污绿巨人研發的“XLW－Ｈ智能電子拉力機”，該儀器不僅可滿足上述拉伸強度指標的測試，隻需配備一特殊的穿刺夾具，就可完成對隔（gé）膜穿（chuān）刺強（qiáng）度進行測定（dìng）。這樣一來，用戶可謂在（zài）同一台儀（yí）器上測試不同的項目指（zhǐ）標-同上麵提到的隔膜（mó）的拉伸（shēn）強度測試。，在（zài）確保0.5級測試（shì）精度的同時，還為企業節約了一大筆經費開支，兩全其（qí）美。

五、熱收縮率

鋰電池隔膜的熱收縮率是指隔膜加熱前後的尺寸變（biàn）化率。我們都知道，一旦隔膜（mó）橫向拉伸增大（dà），必然導致隔膜（mó）熱收縮率的（de）增大，從而也（yě）就無形中增加（jiā）了鋰電池正、負（fù）極接觸的幾率。而這一現象，恰（qià）恰是廠家在生產時所極力避開的，將對鋰電池整體性能的發揮有重要意義（yì）。

目前，行業內針（zhēn）對隔（gé）膜熱（rè）收縮率指標的測定（dìng），主要參考（kǎo）標準為GB/T 2027—2004《塑料（liào） 薄（báo）膜和薄片 加熱尺寸變化率試（shì）驗方法》和UL SUBJECT 2591—2009《電池隔膜（mó）》。這兩種（zhǒng）方法（fǎ）主要不同點在於（yú），國家標（biāo）準中是將樣品至於高嶺土床上（shàng）進（jìn）行測試，而UL標準采用兩塊鋼板將（jiāng）隔膜（mó）夾在其中，並施加一定的壓力進行測試。由於該壓力更接近隔膜在電池中所受壓力，進而也就（jiù）更接近於隔（gé）膜在電池中的真實情況，因此所測數據更有意義。基於上述標準，本文推薦使用濟南草莓樱桃丝瓜绿巨人秋葵污绿巨人研發的“RSY-01 熱縮試（shì）驗（yàn）儀”。該儀器（qì）采用數字P.I.D控溫監控技術，在確（què）保快速達到設定溫度的同時，還能有效避免溫度波動。且為液體介質的加熱提供了（le）穩定的測（cè）試環境，又兼具自動計時功能，從而最大限度保證了（le）測試數據（jù）的準確性（xìng）。

鋰電（diàn）池隔膜物理性能測試總結：本文通過（guò）對鋰電池隔膜（mó）厚（hòu）度、透氣（qì）度、拉伸強度（dù）、穿刺強度、熱收縮率物性指標的測試分析，在專業儀器的幫助下，廠家可以通過試（shì）驗得出的（de）精（jīng）確數據從而找到對提高鋰電池隔膜性能的方向（xiàng）和方法（fǎ），具有一定的積極意義。