鋰電池隔（gé）膜基本性能檢測分析與解決方案

　　近年來，隨著國內消費和移動等IT領域終端產品的飛速增（zēng）長，可充電的鋰電池早已成為手機、筆記本、PDA等移動消（xiāo）費電子的標準配（pèi）置電源。隔膜（mó）作為鋰電池結構中至為關鍵的內層組件（jiàn）之一，其物理、化學性能的優（yōu）劣將直接決定著電（diàn）池的界麵結構、內阻等，進而（ér）影（yǐng）響電池整體的容量、循環以及安全性能等。但是材料是中國唯一還沒（méi）有實現自給的鋰電池關鍵材料。然，隔膜性能的優異卻對國內鋰電池隔膜的質量產生重要影響。本文將主要圍繞鋰電池隔膜的“物理檢測指標”做綜合分（fèn）析。

　　濟南（nán）蜜桃影院科技作為包裝材料檢測領域中的老牌企業，在鋰電（diàn）池隔膜的物理力學性能測試方麵積累了豐（fēng）富的經驗（yàn）。對隔膜的力（lì）學性能指標主要指隔膜的（de）厚度測試，隔膜的（de）透氣度，拉伸強度（dù），穿（chuān）刺強度等指標。下麵，小編將結合我公（gōng）司（sī）針對鋰電池隔膜的（de）不（bú）同的測試解決方案（àn）進行一一講解。

一、隔膜的厚度測試：

厚度是鋰電池隔膜最基本的特（tè）性之一（yī），其要求的（de）厚（hòu）度均（jun1）勻性與所有薄膜生產企業（yè）如出一轍，可（kě）謂永恒追求的質量指（zhǐ）標，會直接影響隔膜卷的外觀質量（liàng）以及內在性能，因此是生產過程中需嚴加控製的質（zhì）量指標之一。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（jiào）而言，橫向厚度均勻性更為重要，一般必須控製在1um以內。

對鋰電池隔膜厚度均勻性指標的檢測，參（cān）考GB/T 6672—1986《塑料薄膜和薄片厚度的測定機械測量法》，運用機械接觸式的方法進行檢測。基於該標準的（de）規（guī）定，本文使用濟（jì）南（nán）蜜桃影院研發的（de）“CHY—CA薄膜測厚儀”。該儀器在測試（shì）精（jīng）度上完全可達到標（biāo）準規定（dìng）的0.1um，同時測量頭可自（zì）動升降，有效避免了（le）人為因素造成的係統誤差，且自動進樣，數據實（shí）時（shí）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分析。

需要注意的是，由於電池隔膜的材料較軟，所以在（zài）測量時應盡（jìn）力減（jiǎn）小測（cè）量的壓力。濟南蜜桃影院研發的（de）這款測厚（hòu）儀就可很好的控製與（yǔ）隔膜的接觸麵積，確保測量數據的精準。

對隔膜的厚度測試，還可通過非接觸式測厚儀（yí）。但是非接觸式測厚儀盡管測量速度快、對樣品無損傷，但（dàn）由（yóu）於非接觸式測（cè）厚儀多采用光學原理，為點測量，而隔膜又是多孔（kǒng）的結構（gòu），因此對測量結果的波動（dòng）十（shí）分（fèn）大，反而更不利於厚（hòu）度（dù）均勻性的測（cè）定。

  二（èr）、隔膜透氣度測試

透氣度是反映隔膜透過率能力的指標，可用在一定時間和壓力下，通過隔膜氣體的量（liàng）的多少來表征（zhēng），以此來反映鋰離（lí）子透過隔膜（mó）的通暢性。而隔（gé）膜透過性的大小是隔膜孔隙率、孔徑、孔的形（xíng）狀及孔曲折度等隔（gé）膜內部孔結構綜合因素影響的結果。目前，國內（nèi）的隔膜（mó）廠家基本以（yǐ）透（tòu）氣度、孔隙度指標來衡量隔（gé）膜的透氣性。

透氣率是指特定的空氣（qì）在一定的壓力條件下，通過1平方英寸麵積的隔膜所需（xū）要的時間，用Gurley值來（lái）表示。由於“透（tòu）氣度”的概念主要來（lái）源於（yú）造紙行業，所以現（xiàn）行主要參考（kǎo）標準為GB/T 458—2008《紙和紙板透氣度（dù）的測定》。基於該標準，本文推（tuī）薦使用濟（jì）南蜜桃影院研發的“GPT-201B壓差法（fǎ）氣體滲透儀”。該儀器可同時測定隔膜的氣（qì）體透過率、溶解度係數、擴（kuò）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（de）溫濕度控製，可滿足各種試驗條件下的測試，跟共提供比例和模（mó）糊的雙重試驗過程判斷模式，因此可在短時間內有效判斷鋰電池隔（gé）膜的透氣度。

　 三、隔膜的拉伸強度（dù）測試

隔膜的拉伸強度與製膜的工藝相關聯，因此實時監控其拉伸強度，有利於提高鋰電池隔膜的綜合性能。一般（bān）行業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度不同；而采用（yòng）雙軸（zhóu）拉伸（shēn），隔膜在兩個方向上一致性（xìng）相（xiàng）接近。一般拉伸（shēn）強度主要是指縱向強度要達到100MP以上，橫向強度不能（néng）太大，過大會導致橫向收縮率增大，而這種收縮會加大鋰（lǐ）電池正、負極接（jiē）觸的幾率。　

　 目前，對（duì）鋰電池隔膜拉伸強度指標的檢（jiǎn）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（nán）賽（sài）成研發的“XLW-Ｈ智能（néng）電子拉（lā）力機”，該儀器可憑借0.5級超高精度，有效保證了測試結果的準確性，同時（shí）1000MM的超長行程可滿足各超大變形率材料的測（cè）試，還提供定伸應力（lì）、彈性模量、應力應（yīng）變等數據分析。此（cǐ）外，一台儀（yí）器還集拉伸（shēn）、穿刺、剝離、撕裂等其中（zhōng）獨立測試程序（xù），方（fāng）便用戶的（de）不同測試需求。

四（sì）、隔膜（mó）穿刺（cì）強度測試（shì）

鋰電池隔（gé）膜的抗穿刺強度是（shì）指施加在給定針行物上用來戳穿隔膜樣（yàng）本的質量，主要用來表示隔（gé）膜（mó）在（zài）裝（zhuāng）配過程中發生短路的趨勢。由於隔膜是（shì）被（bèi）夾在凹凸不平的正、負極片中間，需要承受很大的壓力。因此為了防止短路，所以要（yào）求隔膜必須具備一定的抗穿（chuān）刺強度。正常情（qíng）況下，抗穿刺強度值一般在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（chuān）刺試驗方法》。基於此，本文推薦（jiàn）使用濟南（nán）蜜桃影院研（yán）發的“XLW－Ｈ智能電子拉力機”，該儀器不僅（jǐn）可滿足上述拉伸強度指標的測試，隻需配備一特（tè）殊的（de）穿刺（cì）夾具，就可完成對隔膜穿刺強度進行（háng）測定。這樣一來，用戶可謂在（zài）同一台儀器上測試不同的項（xiàng）目指標-同上（shàng）麵提到的（de）隔（gé）膜的拉伸強度測試。，在確保0.5級測試精度的同（tóng）時（shí），還為企業節約了（le）一大筆經費（fèi）開支，兩（liǎng）全其美（měi）。

五、熱收縮率

鋰電池隔膜的熱收縮率是指隔膜加熱（rè）前後的尺寸變化率。我們都知道，一旦隔膜（mó）橫向拉伸增大，必然（rán）導致隔膜熱收縮率的增大，從而也就無形中增加了鋰（lǐ）電池正、負極接觸的幾率（lǜ）。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（fā）揮有重（chóng）要意義。

目前，行業內針對隔膜熱收縮率指標（biāo）的測定，主要參考標準為GB/T 2027—2004《塑料 薄膜和薄片 加熱尺寸變化率試驗方法》和UL SUBJECT 2591—2009《電池隔膜》。這兩種方法主要不同點在於，國家標準中是（shì）將樣品至於高嶺土床上進行測試，而UL標準采用（yòng）兩（liǎng）塊鋼板將（jiāng）隔膜夾在其中，並施加一定的壓力進行測試。由於該壓（yā）力（lì）更接（jiē）近隔（gé）膜在電池中所受壓力，進而也就（jiù）更接近於隔膜在電池中的真實情況，因（yīn）此所測數據更有意義。基於上述標（biāo）準，本文推薦使用濟南蜜桃影院研發的“RSY-01 熱縮試（shì）驗儀”。該儀器（qì）采用數字P.I.D控（kòng）溫監控技術，在確保快（kuài）速達到設定溫度的同時（shí），還能有效避免溫度波動。且為液體介質（zhì）的加熱提供了穩定的測試環境，又兼具自動計時功能，從而最大限度保證了測試數據的準確性。

鋰電池隔膜物理性能測試總（zǒng）結：本文通過對鋰電池隔膜厚度、透（tòu）氣度、拉伸強度、穿刺強度、熱收縮率物性指標的測試（shì）分（fèn）析，在專業儀（yí）器的幫助下，廠家可以通過試驗得（dé）出的精確數據從而找到對提高鋰電池隔膜（mó）性能的方向和方法，具（jù）有一定的積極意義。