慧眼识“材”——锂電(diàn)池材料测试技(jì )术梳理(lǐ)（1）

更新(xīn)时间：2023-04-21

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随着锂電(diàn)技(jì )术的不断发展，无论是用(yòng)于数码产(chǎn)品的锂電(diàn)池还是动力汽車(chē)電(diàn)池，对能(néng)量密度要求都越来越高，从而促使高能(néng)量密度设计及产(chǎn)业化成為(wèi)必然趋势。其中(zhōng)材料轻薄化是实现電(diàn)池轻量化的途径之一。

随着材料轻薄化的进程加快，对材料本身的性能(néng)也提出了更高的要求。那么，锂電(diàn)池需要做哪些材料测试？

本期动力電(diàn)池力學(xué)测试将聚焦隔膜的相关试验进行内容分(fēn)享，全面梳理(lǐ)你想知道的一切！

隔膜

隔膜是锂電(diàn)池及其他(tā)液體(tǐ)電(diàn)解质(zhì)電(diàn)池的关键部分(fēn)。鉴于隔膜生产(chǎn)过程中(zhōng)的卷绕和包装(zhuāng)、電(diàn)池的组装(zhuāng)和拆卸，以及实际使用(yòng)中(zhōng)反复充放電(diàn)等因素，要求隔膜必须具(jù)备一定的物(wù)理(lǐ)强度，从而克服上述过程中(zhōng)的物(wù)理(lǐ)冲击、穿刺、磨损和压缩等带来的损坏。

拉伸试验

一定的机械强度可(kě)保证在電(diàn)池变形条件下隔膜不发生破裂，降低電(diàn)池短路风险，提高成品率，提升電(diàn)池的安(ān)全性能(néng)，延長(cháng)電(diàn)池的使用(yòng)寿命。

通常可(kě)根据 GB/T 1040.3，ISO 527-3 和 ASTM D882 标准进行横向和纵向拉伸测试获得拉伸强度和断裂伸長(cháng)率结果，以满足研发或质(zhì)控要求。

穿刺试验

電(diàn)池制造时毛刺和充放電(diàn)过程中(zhōng)形成的枝晶要求隔膜具(jù)有(yǒu)抗穿刺能(néng)力。隔膜的穿刺测试对于确保每个電(diàn)池单體(tǐ)在整个電(diàn)池使用(yòng)寿命中(zhōng)的安(ān)全性和持久性至关重要。

对于该应用(yòng)，通常参考 GB/T 36363，EN 14477 和 ASTM F1306 等标准测试获取穿刺强度。需注意的是，必须确保适当的试样绷紧度和载荷链的对中(zhōng)度。

摩擦试验

卷绕工(gōng)艺使隔膜和電(diàn)极涂层之间产(chǎn)生机械负载，因此有(yǒu)必要测定两者之间的摩擦系数。相应的特性值对于设置卷绕工(gōng)艺过程中(zhōng)的生产(chǎn)参数尤為(wèi)重要。通常根据 GB/T 10006，ISO 8295 和 ASTM D1894 进行测试。

冲击试验

对于冲击事件的抗穿刺性是一个关键的隔膜力學(xué)性能(néng)，可(kě)用(yòng)于评估和选择具(jù)有(yǒu)最佳性能(néng)的材料。

根据 ASTM D3763、ISO 6603 或 UL2591 标准，可(kě)使用(yòng) Instron 的 9450 落锤冲击设备进行测试，不仅可(kě)提供关于抗穿透性的数据，还可(kě)提供材料能(néng)够承受的最大力和变形。

Instron 产(chǎn)品特点

智能(néng)气动控制装(zhuāng)置

隔膜具(jù)有(yǒu)不同的强度和韧性，為(wèi)试样夹持提出了挑战。Instron 的气动平推夹具(jù)提供可(kě)调节的进气压力，以确保在整个测试过程中(zhōng)充分(fēn)夹紧试样。

配合智能(néng)气动控制装(zhuāng)置，可(kě)在软件内自定义气压，从而更便捷地调整夹持力，提高测试效率的同时保证了一致性。

碰撞保护

多(duō)种测试类型需求意味着需不断更换工(gōng)装(zhuāng)夹具(jù)，在此过程中(zhōng)容易出现工(gōng)装(zhuāng)碰撞的意外。

Instron 的碰撞保护功能(néng)能(néng)够避免用(yòng)户由于误操作(zuò)造成不必要的设备或样品损坏的风险。即使是使用(yòng)万能(néng)试验机的新(xīn)手，操作(zuò)也无后顾之忧。

高精(jīng)度范围的力传感器

穿刺强度和摩擦系数等参数的测定，对力传感器的系统精(jīng)度提出了要求。只有(yǒu)系统精(jīng)度及其范围足够高，才能(néng)提供更高的数据准确性和一致性。

Instron 高精(jīng)度力传感器的精(jīng)度范围广，可(kě)在低至 0.025N 力值下保证 ±0.5% 的精(jīng)度。