測試鋰離子電池隔膜透氣度和浸潤性的方法

2020-12-06 存能電氣鋰電池UPS

測試鋰離子電池隔膜透氣度和浸潤性的方法。隔膜是鋰離子電池的關鍵上遊材料,鋰離子電池隔膜的透氣性是衡量電池隔膜的一項重要指標,進而也是衡量鋰電池品質的一項重要指標。鋰電池隔膜的透氣性主要是針對氧氣而言,它需要達到一定的範圍以滿足使用要求。

隔膜是製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,並作為離子往返於正負極的通道。隔膜上的微孔結構正是這些離子往返於正負極的重要通道,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於鋰離子電池的設計和製造。

鋰離子電池gem

測試鋰離子電池隔膜透氣度的方法

鋰離子電池隔膜透氣度測試方法,採用透氣測量工藝,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。

在固定鋰電池隔膜的情況下,對隔膜一側施加一定氣壓,由於隔膜上存在的微孔,該氣壓會逐漸降低,直到等於大氣壓力。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、吸鹼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範圍內,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。

測試鋰離子電池隔膜浸潤性的方法

鋰離子電池電解液採用碳酸乙烯酯作為溶劑,故在鋰離子電池隔膜浸潤性測試往往採用碳酸乙烯酯進行定量分析。目前隔膜的浸潤性測試都是採用浸泡溶劑目測法測量,受人為因素和環境因素的影響,測試結果的一致性和重現性都比較差;在測試過程中對樣品的處理方式比較粗糙,這樣對測試結果引入的人為誤差較大。

隔膜的潤溼性和潤溼速度對於鋰離子電池的運行具有重要的意義。為高效傳遞鋰離子,位於正、負極材料之間的隔膜須和電解液充分接觸,並且具備持久的電解液保持能力,反之則會使電池內阻增大,降低其使用性能。

通常,隔膜的潤溼性和其所用材料的性質特點有關,親水性材料較疏水性材料潤溼性好,因此可以使用接觸角測試儀對隔膜表面與電解液的接觸角進行測,通過接觸角的大小即可直接比較潤溼性的好壞。

總結:鋰電池對隔膜的性能要求十分嚴格,它的好壞直接影響電池的電化學性能和安全性能,因此對隔膜性能的測試是衡量判斷一個隔膜優劣的重要手段。

相關焦點

  • 鋰離子電池隔膜性能參數與測試方法匯總
    本文通過對國內外電池隔膜測評標準的歸納和整理,較為全面系統地介紹各測試項目,包括其原理、現有標準及測試方法等,並對其進行相關評述,以期為隔膜行業和相關科研機構對電池隔膜的檢測提供一定的參考。1. 隔膜的主要性能指標參考美國先進電池聯盟(USABC)對鋰離子電池隔膜性能參數的規定,電池隔膜性能大致可以分為理化特性、力學性能、熱性能及其電化學性能4個方面。
  • 鋰離子電池隔膜透氣性和潤溼性的測試方法
    鋰離子電池隔膜透氣性和潤溼性的測試方法。分隔符是鋰離子電池材料的上遊鍵,鋰離子電池隔膜透氣性是衡量電池隔膜性能的重要指標,也是衡量鋰電池電池隔膜質量的重要指標。鋰電池隔膜的透氣性主要是氧氣,需要達到一定的範圍才能滿足使用要求。
  • 電化學活性隔膜增加鋰離子電池容量
    【引言】商業化鋰離子電池的容量受限於正極材料的理論容量。目前,研究人員主要通過開發新型正極材料和改良電極工程技術來提高電池的充放電容量,很少有研究關注在通過改善電池中電極材料之外的部分來改善電池的容量。隔膜是鋰離子電池的重要組成部分,它直接影響著鋰離子電池的使用壽命、安全性、能量密度和功率密度。
  • 活性氧化鋁塗層隔膜助力高性能鋰離子電池
    為了滿足日漸提升的能量密度的需求,鋰離子電池隔膜的厚度也在不斷降低,但是隔膜厚度的降低會導致電池熱穩定性的降低,為了解決這一矛盾,人們開發了陶瓷塗層隔膜,陶瓷塗層能夠有效的抑制隔膜在高溫下的收縮,從而提升電池熱穩定性。
  • 活性氧化鋁塗層隔膜助力高性能鋰離子電池
    為了滿足日漸提升的能量密度的需求,鋰離子電池隔膜的厚度也在不斷降低,但是隔膜厚度的降低會導致電池熱穩定性的降低,為了解決這一矛盾,人們開發了陶瓷塗層隔膜,陶瓷塗層能夠有效的抑制隔膜在高溫下的收縮,從而提升電池熱穩定性。
  • 鋰離子電池隔膜的製備、性能測試、技術要求及研究基本現狀
    ;⑦空間穩定性和平整度好。2 測試標準及方法參考美國先進電池聯盟對鋰離子電池隔膜性能參數的規定,電池隔膜性能可以分為理化性能、力學性能、熱性能和電化學性能等。理化性能理化性能包括厚度、孔隙率、平均孔徑與分布、透氣性、曲折度、潤溼性、吸液率、化學穩定性。
  • 鋰離子電池熱性能評價:電池材料導熱係數測試方法研究
    圖1-1所示為典型的鋰離子電池的結構,鋰離子電池主要包括電極材料、電解質材料、隔膜材料、電池堆和熱管理高導熱相變複合材料。(2)導熱係數測試方法眾多,但針對鋰離子電池材料的複雜特徵和要求,首先要需要找出合理的測試方法,以保證測量結果的準確性,這對鋰離子電池材料和電池熱管理尤為重要。(3)由於鋰離子電池材料導熱係數測試所涉及的環境條件眾多,會涉及眾多不同的導熱係數測試方法和設備。
  • 鋰離子電池的核心技術是什麼?
    其中,隔膜是一種具有微孔結構的薄膜,是鋰離子電池產業鏈中最具技術壁壘的關鍵內層組件。作為鋰電池四大材料之一的隔膜,儘管並不參與電池中的電化學反應,但電池的容量、循環性能和充放電電流密度等關鍵性能都與隔膜有著直接的關係。
  • 鋰離子電池隔膜的多功能化趨勢
    PP-PE-PP三層隔膜是鋰離子電池隔膜向著多功能化邁出的重要一步,在保證隔膜的基本功能的基礎上提高了鋰離子電池的安全性。隔膜的多功能化是一個重要的發展趨勢,對於提高鋰離子電池的安全性和電化學性能都有重要的意義。
  • 高比能長壽命鋰離子電池的研究
    本文採用先進的經過包覆處理的高密度NCA材料,並通過對電極面密度、隔膜、電解液等設計參數的優化設計,電池結構密封性的優化,提高電池性能,製備了18650型高比能長壽命鋰離子電池。實 驗1.1 電池製作分別將正、負極活性物質、導電劑和粘結劑以一定比例混合後,加入一定的溶劑攪拌均勻,正負極漿料分別塗覆到鋁箔、銅箔上,電極碾壓、分切後,烘乾,卷繞,裝配,焊接,注液,封口,製備成18650圓柱型鋰離子電池。
  • 河北金力新能源成為符合國家工信部《鋰離子電池行業規範條件...
    金力股份自成立以來一直致力於高性能溼法鋰離子電池隔膜的研發與產業化,技術工藝為「溼法雙向同步拉伸工藝」(與國際龍頭日本東燃、日本旭化成相同),公司是符合國家工信部《鋰離子電池行業規範條件》的唯一一家隔膜企業。
  • 二次塗覆實現氧化石墨烯在鋰離子電池隔膜中表面改性
    單純的隔膜很難同時具備這些性能,目前改進隔膜的常用方法是在隔膜的表面添加複合材料,如陶瓷隔膜。隔膜複合的方法很多,有浸塗式,靜電紡絲式,塗布式和相轉化式等,各種方法應用場景不同,成本也有差異,其中塗布式成本較低。而隔膜的添加劑也因功能要求不同而不同,一般常見的功能性隔膜為碳塗層式,金屬氧化物式或兩種複合式等來增強隔膜的使用強度。
  • 4種鋰電池隔膜新材料是否會給鋰電行業帶來改變?
    我國鋰電池隔膜行業處於高速發展的階段,溼法隔膜逐漸成為主流的技術路線,但同時國產隔膜整體技術水平與國際一線公司技術水平還有較大差距。在技術發展領域,傳統的聚烯烴隔膜已無法滿足當前鋰電池的需求,高孔隙率、高熱阻、高熔點、高強度、對電解液具有良好浸潤性是今後鋰離子電池的發展方向。
  • 新型聚合物鋰離子電池的製備和性能研究
    一個是原位聚合法製備鋰離子聚合物電池,通常先配製一種含有液態電解質溶液、聚合物、交聯劑以及引發劑的混合溶液,然後把此混合溶液注入電池內部,並通過加熱、微波,或者輻射的方法引發聚合反應,在電池內部形成凝膠態聚合物電解質,製備得到聚合物鋰離子電池。另一方面是先製備多孔聚合物膜,然後以此為隔膜組裝電池製備聚合物鋰離子電池。
  • 鋰離子電池鼓脹分析
    圖1 客訴電池外觀監測對客訴電池進行氣體成分分析,結果如表1所示,鼓脹電池中主要氣體成分為CO2、C2H6、CH4,正常電池的產氣模型[3]有:高溫浮充、存儲產氣,過放產氣和過充產氣。(EMC)產生CH4、C2H6和C3H8等烷烴類氣體,如式(6)~(13)所示。
  • 史丹福大學崔屹教授:新型阻燃電紡核殼微纖維用於鋰離子電池隔膜
    鋰離子電池被認為是最具潛力的電動汽車動力源之一,因為它們具有高比能量密度,穩定的循環性能和其他相關品質。儘管電池的能量密度不斷增加,但安全問題仍然是一個大問題,嚴重阻礙了它們的進一步實際應用。為解決這一問題付出了相當大的努力,例如用不易燃的電解液替換現有的易燃電解液或使用阻燃隔膜,用陶瓷層塗覆隔板,熱切換集電器,以及使用熱響應微球等自動關閉鋰離子電池。然而,仍然存在電池起火的風險,特別是產生局部熱點,嚴重的電池擠壓和其他原因的情況下。此外,就降低的離子電導率和能量密度而言,通常犧牲電池性能。另一種降低火災和爆炸風險的簡單方法是在現有電解液中添加阻燃添加劑。
  • 什麼是鋰離子電池針刺實驗?
    動力電池常見的安全測試主要包括過充、過放、擠壓和針刺等,其中針刺又被稱為最為嚴苛的安全此時。針刺測試的主要目的是模擬鋰離子電池在內短路情況下的安全性,引起鋰離子電池內短路的因素很多,例如生產過程金屬顆粒、低溫充電產生的鋰枝晶,過放產生的銅枝晶等都可能會引起正負極短路,一旦發生內短路,整個電池會通過短路點進行放電,大量的能量短時間內通過短路點進行釋放(最多會有70%的能量在60s內釋放【1】),引起溫度快速升高,導致正負極活性物質分解和電解液燃燒,嚴重的情況下會導致電池起火和爆炸。
  • 基於相分離機理的表面改性電紡聚丙烯腈納米膜用於鋰離子電池隔膜
    :基於相分離機理的表面改性電紡聚丙烯腈納米膜用於鋰離子電池隔膜DOI:10.1016/j.ensm.2019.07.024電池隔膜是電池的重要組成部分,會嚴重影響其性能。電池隔膜性能的控制對於獲得具有高循環性能的鋰離子電池尤為重要。
  • 鋰電池:鋰金屬電池和鋰離子電池的區別
    鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。鋰電池並非是單一的種類,而是鋰金屬電池和鋰離子電池的統稱。 鋰金屬電池 鋰金屬電池是以二氧化錳作為正極材料、用金屬鋰或合金金屬作為負極材料,使用非水解電解質溶液的電池。
  • 鋰離子電池鋰枝晶生長:影響因素和抑制方法
    鋰負極在充放電循環的溶解沉積過程中,枝晶會不斷形成和斷裂,斷開的枝晶變成「死鋰」不再貢獻容量,而刺穿隔膜的枝晶會引起電池短路甚至引發電池爆炸。鋰枝晶還會增加負極的表面積,導致新暴露的鋰不斷與電解液反應,從而降低電池的庫倫效率。另外,鋰與電解液反應生成的固態電解質膜穩定性差,極易破裂使得內部的新鮮鋰 又暴露在電解液中,持續消耗電解質,縮短電池循環壽命和降低電池的庫倫效率。