慧眼識“材”——鋰電池材料測試技術(shù)梳理（2）

更新時(shí)間：2023-04-21

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如今，鋰電池市場日益繁榮，動力儲能需求快速增長，電池輕薄化趨勢普遍，高能量密度設(shè)計(jì)及產(chǎn)業(yè)化成為必然趨勢。其中材料輕薄化，如：更薄的電池隔膜、集流體（銅箔和鋁箔）、鋁塑復(fù)合膜、極耳和透明膠紙等，是實(shí)現(xiàn)電池輕量化的重要途徑之一。

上期鋰電池材料測試技術(shù)梳理分享了隔膜的相關(guān)試驗(yàn)，本文將為大家介紹——集流體和鋁塑復(fù)合膜的試驗(yàn)內(nèi)容及 Instron 環(huán)境測試優(yōu)勢。

集流體

銅箔和鋁箔用于鋰電池的集流體，在電池制造中需要具有一定的柔韌性，以保證極片在卷繞時(shí)不發(fā)生脆斷等問題。通過拉伸測試獲取抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率等力學(xué)性能，以確保電池的安全性和壽命。

對于銅箔測試，需注意可參考 GB/T 29847 用單位面積質(zhì)量表征材料實(shí)際厚度或直接采用材料的測量厚度兩種方式進(jìn)行強(qiáng)度測定。

對于鋁箔測試，可參考 GB/T 16865 或根據(jù)研發(fā)需求自定義位移速率。

鋁塑復(fù)合膜

聚合物鋰電池軟包裝膜可根據(jù)需求設(shè)計(jì)成不同的尺寸，這對鋁塑復(fù)合膜提出了較高的沖深性能要求，以滿足電池廠家對不同型號的電池的使用需求。同時(shí)，從安全角度考慮，鋁塑膜的柔韌性、機(jī)械強(qiáng)度、熱封性能和耐電解液性能等也至關(guān)重要。團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn) T/CIAPS0005 對鋁塑膜提出了相關(guān)性能指標(biāo)和測試要求。

拉伸試驗(yàn)

拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率作為膜材力學(xué)性能的重要指標(biāo)，其結(jié)果的差異對鋰電池制造過程中的沖壓、折邊等工藝的影響較大。

剝離試驗(yàn)

剝離力反映了界面粘接強(qiáng)度，其大小對材料之間是否出現(xiàn)分層有直接影響。

熱封試驗(yàn)

熱封強(qiáng)度可直接反映封口的密封性和抵抗封袋內(nèi)部壓力對封口破壞的能力，該項(xiàng)指標(biāo)隨熱封條件的不同而結(jié)果差異較大。

穿刺試驗(yàn)

穿刺強(qiáng)度反映了鋁塑膜內(nèi)層抵抗刺穿的能力，電池制備過程抽真空時(shí)，電芯中存在的毛刺對內(nèi)層有刺穿的行為，因而檢測鋁塑膜的穿刺強(qiáng)度很有必要。

摩擦試驗(yàn)

增加沖深的正面效果是同等條件下能提高電池能量密度的最快方式。在同等條件下鋁塑膜要提高沖深性能，必須解決材料的爽滑性問題，也就是較低摩擦系數(shù)，從而降低在極限沖深時(shí)的破殼率。

環(huán)境測試

除了常溫測試，還應(yīng)當(dāng)考慮不同溫度下的力學(xué)性能，以及更精確的材料性能測試。通常來說，需要將原材料試樣放入環(huán)境箱，研究高溫或低溫條件下的力學(xué)性能變化。

Instron 3119 系列環(huán)境箱可提供-150℃~600℃的溫度范圍，滿足一系列的溫度測試需求。

對于箔材/薄膜試樣應(yīng)變測量，常規(guī)的夾持式引伸計(jì)因本身自重或夾持力問題導(dǎo)致提前破壞或影響試驗(yàn)結(jié)果而變得不適用。

Instron 非接觸式視頻引伸計(jì) AVE2 不會對試樣產(chǎn)生任何影響，可提高測試結(jié)果的一致性和可重復(fù)性。同時(shí)，也可與環(huán)境箱配合使用，準(zhǔn)確測量高低溫條件下的應(yīng)變數(shù)據(jù)。

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慧眼識“材”——鋰電池材料測試技術(shù)梳理（2）