LS1試驗機隔膜強度與表面形貌測試介紹

來源：北京創恒科捷科技有限公司 2024年02月26日 16:42

　　鋰電池的結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等，直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性，性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使電池的正、負極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質離子通過的功能。

　　◆ 隔膜強度測試

　　隔膜在厚度盡可能薄的前提下，需保證具有一定的物理力學強度，以滿足生產和使用過程中的性能要求。強度要求主要有拉伸強度、穿刺強度和剝離強度等。

　　1)拉伸測試

　　隔膜拉伸測試采用氣動夾具夾緊，排除人為夾持過松導致的打滑現象，同時提高了測試速度；夾具自帶對中裝置，確保測試的有效性。

　　拉伸試驗可測定材料的一系列強度指標和塑性指標，如：彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、拉伸強度、屈服強度等。

　　2)穿刺測試

　　鋰電池隔膜的穿刺試驗是評價隔膜抗穿刺強度的最主要方法。通過標準的探頭以標準的速度穿透隔膜，捕捉穿透瞬間的最大載荷，除以隔膜的平均厚度即為穿刺強度。

　　氣動穿刺輔具采用氣缸升降，可快速、高效的固定隔膜，且保證均一、穩定的夾緊力；可定制前后入料或左右入料，符合人體工程學設計。

　　3)剝離測試

　　涂覆質量的好壞直接關系到電池電性能的發揮，剝離試驗可以有效的鑒定涂覆質量，顯示漿料涂覆強度，均勻性等指標。測試可以用180度剝離，90度剝離，可變角度的剝離等多種方式，為質控和研發提供較大的擴展空間。

◆ 隔膜表面形貌測試

　　隔膜材料主要是高分子聚合物(PE/PP)，像孔隙率、平均孔徑大小與孔徑分布等都是它的形貌特征。一般孔徑分布越窄、越均勻，電池的電性能越優異。孔徑的大小和分布目前主要采用掃描電子顯微鏡(SEM)直接觀測。

　　使用SEM可以觀察隔膜的孔徑尺寸和分布均勻性，還可以對多層和有涂覆隔膜的截面進行觀察，測量隔膜厚度。從生產工藝上分，隔膜可以分為干法和濕法兩種制備方法。

　　PE/PP基材在接近熔點時均會因熔化而收縮變形，因此隔膜上涂覆陶瓷等納米材料或其它材料，涂覆改進的聚酰亞胺(PI)等也逐漸應用在商用電池中。

　　掃描電鏡是利用電子槍發射電子束,高能入射電子轟擊樣品表面時,被激發的區域將產生二次電子、背散射電子、和特征 X射線等信號,通過對這些信號的接受、放大和顯示成像,可觀察到樣品表面的特征,從而分析樣品表面的形貌、結構、成分(ESD)等。

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