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慧眼识“材”——锂电池材料测试技术梳理(2)

更新时间:2023-04-21浏览:761次

如今,锂电池市场日益繁荣,动力储能需求快速增长,电池轻薄化趋势普遍,高能量密度设计及产业化成为必然趋势。其中材料轻薄化,如:更薄的电池隔膜、集流体(铜箔和铝箔)、铝塑复合膜、极耳和透明胶纸等,是实现电池轻量化的重要途径之一。


上期锂电池材料测试技术梳理分享了隔膜的相关试验,本文将为大家介绍——集流体和铝塑复合膜的试验内容及 Instron 环境测试优势





 集流体

铜箔和铝箔用于锂电池的集流体,在电池制造中需要具有一定的柔韧性,以保证极片在卷绕时不发生脆断等问题。通过拉伸测试获取抗拉强度和断裂伸长率等力学性能,以确保电池的安全性和寿命。


对于铜箔测试,需注意可参考 GB/T 29847 用单位面积质量表征材料实际厚度或直接采用材料的测量厚度两种方式进行强度测定。


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对于铝箔测试,可参考 GB/T 16865 或根据研发需求自定义位移速率。





 铝塑复合膜 

聚合物锂电池软包装膜可根据需求设计成不同的尺寸,这对铝塑复合膜提出了较高的冲深性能要求,以满足电池厂家对不同型号的电池的使用需求。同时,从安全角度考虑,铝塑膜的柔韧性、机械强度、热封性能和耐电解液性能等也至关重要。团体标准 T/CIAPS0005 对铝塑膜提出了相关性能指标和测试要求。




拉伸试验

拉伸强度和断裂伸长率作为膜材力学性能的重要指标,其结果的差异对锂电池制造过程中的冲压、折边等工艺的影响较大。



剥离试验

剥离力反映了界面粘接强度,其大小对材料之间是否出现分层有直接影响。



热封试验

热封强度可直接反映封口的密封性和抵抗封袋内部压力对封口破坏的能力,该项指标随热封条件的不同而结果差异较大。



穿刺试验

穿刺强度反映了铝塑膜内层抵抗刺穿的能力,电池制备过程抽真空时,电芯中存在的毛刺对内层有刺穿的行为,因而检测铝塑膜的穿刺强度很有必要。



摩擦试验
增加冲深的正面效果是同等条件下能提高电池能量密度的最快方式。在同等条件下铝塑膜要提高冲深性能,必须解决材料的爽滑性问题,也就是较低摩擦系数,从而降低在极限冲深时的破壳率。

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 环境测试 

除了常温测试,还应当考虑不同温度下的力学性能,以及更精确的材料性能测试。通常来说,需要将原材料试样放入环境箱,研究高温或低温条件下的力学性能变化。




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Instron 3119 系列环境箱可提供-150℃~600℃的温度范围,满足一系列的温度测试需求。


对于箔材/薄膜试样应变测量,常规的夹持式引伸计因本身自重或夹持力问题导致提前破坏或影响试验结果而变得不适用。


Instron 非接触式视频引伸计 AVE2 不会对试样产生任何影响,可提高测试结果的一致性和可重复性。同时,也可与环境箱配合使用,准确测量高低温条件下的应变数据。

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