隔膜是制作鋰離子電池時使用的一種重要的原材料,它的主要作用是隔開正負極,并作為離子往返于正負極的通道。隔膜上的微孔結構正是這些離子往返于正負極的重要通道,它的透氣性能會直接影響到電池的性能。因此,對隔膜透氣度的測試非常有利于鋰離子電池的設計和制造。
隔膜厚度較薄,鋰離子的遷移通道就較短,極化現象就會小一些,而鋰電池的低溫電壓平臺相對就高一些。另外,隔膜孔洞過大會加快鋰電池的自放電速度,從而降低電池的電壓一致性。隔膜孔徑一般在0.03-0.12um。
厚度較大的隔膜在鋰電池受到外物沖擊的時候,能夠更好地保障內部的正負極的隔離,所以說厚一些的隔膜同時也意味著電池的安全性更高。隔膜的厚度均勻性包括縱向厚度均勻性和橫向厚度均勻性,其中橫向厚度均勻性尤為重要,一般均要求控制在±1微米以內。
由于鋰電池在持續的使用過程中溫度會升高,所以隔膜一般有一個熱關閉的附加功能。當鋰電池內阻升高三個數量級時,隔膜的熱關閉功能將會啟用。
電池隔膜透氣度測試方法,采用透氣測量工藝,其特點是電池隔膜透氣度測試工藝過程包括:固定電池隔膜,在隔膜一側施加氣壓,計量氣壓壓降和所用時間,檢測隔膜的透氣度。
在固定電池隔膜的情況下,對隔膜一側施加一定氣壓,由于隔膜上存在的微孔,該氣壓會逐漸降低,直到等于大氣壓力。比較壓力從初始壓力降到終止壓力所用的時間,便可知該隔膜的透氣度。通過比較不同隔膜的壓降時間,即可對它們的透氣度性能進行比較。壓降時間越小,表明透氣性能越好。整個測試過程簡單、快捷,數據能直接反應隔膜的透氣性能,具有顯著的實用性。
在整個過程中,應注意:1、確保測試裝置密封,且密封過程不會損傷隔膜。2、初始壓力值不宜過大,以免損傷隔膜。3、在對不同鋰離子電池隔膜進行測試時,應該有確定的初始氣壓值和終止氣壓值,這樣記錄的時間才具有比較意義。
鋰電池隔膜的透氣性、面密度、吸堿百分比等參數都是相互關聯的。如果隔膜透氣性很大,則隔膜的面密度就會有所降低,這會對電池的性能產生一定的影響。但是如果其它各項參數均達到理想的范圍內,而隔膜的透氣性卻不好,一樣會影響電池的性能,因此對隔膜的透氣性進行檢測是很有必要的。
我司最新研發了一款YG463王研式透氣度測試儀,適用于鋰離子電池隔膜透氣度的測定。它采用高精度壓力變送器采集測試壓力,實時反饋測試壓力,響應靈敏,測試壓力控制采用美國進口BELLOFRAM 精密穩壓調壓閥,控制精度高,雙工位設計,可滿足不同幅寬試樣的測試。
YG463王研式透氣度測試儀
儀器用途:
適用于鋰離子電池隔膜透氣度的測定。
測量原理:
一定壓力的空氣通過氣嘴,在穿透試驗片時,試驗片產生對空氣穿透的阻抗決定了氣嘴與試驗片之間的氣壓。測定這個氣壓值并據此理論上計算出隔離秒數相當的透氣度數值。
產品特點:
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進氣壓力通過美國進口swagelok減壓閥進行減壓,有效保護測試部分器件安全;
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測試壓力控制采用美國進口BELLOFRAM精密穩壓調壓閥,控制精度高;
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采用高精度壓力變送器采集測試壓力,實時反饋測試壓力,響應靈敏;
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整機配有大容量緩沖缸,避免試樣泄氣造成壓力的波動;
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雙工位設計,可滿足不同幅寬試樣的測試;
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采用穩定性能更高的熱流式質量流量計,監測試樣漏氣氣流;
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試樣安裝方式符合人體工程學,安裝簡便;
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試樣雙夾持面采用40Cr特種鋼材經淬火處理后再研磨,再配合密封裝置,確保試樣貼合嚴密不漏氣;
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試樣夾持方式采用氣動方式夾持;
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大屏幕彩色觸摸屏,中、英文界面,菜單式操作模式;
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配打印機接口,連上打印機可直接打印數據報告;
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設備配有聯機軟件,可通過PC串口進行數據傳輸,測試數據可自動、立刻傳輸至PC端在專用軟件中顯示,并可導出CSV(Excel)格式(可進行二次開發利用,包括上傳MES);
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儀器校準:儀器自帶標準器,方便進行日常校準;