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慧眼識(shí)“材”——鋰電池材料測(cè)試技術(shù)梳理
來源： 時(shí)間：2023-01-04 16:21:47 瀏覽：2550次

隨著鋰電技術(shù)的不斷發(fā)展，無論是用于數(shù)碼產(chǎn)品的鋰電池還是動(dòng)力汽車電池，對(duì)能量密度要求都越來越高，從而促使高能量密度設(shè)計(jì)及產(chǎn)業(yè)化成為必然趨勢(shì)。其中材料輕薄化是實(shí)現(xiàn)電池輕量化的途徑之一。


隨著材料輕薄化的進(jìn)程加快，對(duì)材料本身的性能也提出了更高的要求。那么，鋰電池需要做哪些材料測(cè)試？



本期動(dòng)力電池力學(xué)測(cè)試將聚焦隔膜的相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行內(nèi)容分享，全面梳理你想知道的一切！


 隔膜 

隔膜是鋰電池及其他液體電解質(zhì)電池的關(guān)鍵部分。鑒于隔膜生產(chǎn)過程中的卷繞和包裝、電池的組裝和拆卸，以及實(shí)際使用中反復(fù)充放電等因素，要求隔膜必須具備一定的物理強(qiáng)度，從而克服上述過程中的物理沖擊、穿刺、磨損和壓縮等帶來的損壞。


01

拉伸試驗(yàn)

一定的機(jī)械強(qiáng)度可保證在電池變形條件下隔膜不發(fā)生破裂，降低電池短路風(fēng)險(xiǎn)，提高成品率，提升電池的安全性能，延長(zhǎng)電池的使用壽命。



通常可根據(jù) GB/T 1040.3，ISO 527-3 和 ASTM D882 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行橫向和縱向拉伸測(cè)試獲得拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率結(jié)果，以滿足研發(fā)或質(zhì)控要求。


02

穿刺試驗(yàn)

電池制造時(shí)毛刺和充放電過程中形成的枝晶要求隔膜具有抗穿刺能力。隔膜的穿刺測(cè)試對(duì)于確保每個(gè)電池單體在整個(gè)電池使用壽命中的安全性和持久性至關(guān)重要。



對(duì)于該應(yīng)用，通常參考 GB/T 36363，EN 14477 和 ASTM F1306 等標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試獲取穿刺強(qiáng)度。需注意的是，必須確保適當(dāng)?shù)脑嚇涌嚲o度和載荷鏈的對(duì)中度。


03

摩擦試驗(yàn)

卷繞工藝使隔膜和電極涂層之間產(chǎn)生機(jī)械負(fù)載，因此有必要測(cè)定兩者之間的摩擦系數(shù)。相應(yīng)的特性值對(duì)于設(shè)置卷繞工藝過程中的生產(chǎn)參數(shù)尤為重要。通常根據(jù) GB/T 10006，ISO 8295 和 ASTM D1894 進(jìn)行測(cè)試。



04

沖擊試驗(yàn)
對(duì)于沖擊事件的抗穿刺性是一個(gè)關(guān)鍵的隔膜力學(xué)性能，可用于評(píng)估和選擇具有最佳性能的材料。

根據(jù) ASTM D3763、ISO 6603 或 UL2591 標(biāo)準(zhǔn)，可使用 Instron 的 9450 落錘沖擊設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，不僅可提供關(guān)于抗穿透性的數(shù)據(jù)，還可提供材料能夠承受的最大力和變形。


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