锂离子电池隔膜性能检测方案【附仪器清单】

发布时间:2022-04-02
本文介绍了锂离子电池隔膜性能的检测方案,包括对隔膜的厚度、孔隙率、孔径尺寸、机械强度、尺寸稳定性、热收缩性和高温自闭孔等方面的要求。文章整理了《聚酰亚胺纳米纤维膜的制备及作为锂电池隔膜的研究》中的检测方法,并提供了一份详细的仪器清单,涵盖了表面张力测试、制膜打样、机械性能测试、环境测试、质量测试、光学检测和温湿度测试等实验设备。这些仪器包括方瑞接触角测试仪、国产线棒式涂布试验机、AISRY拉力试验机、慧泰鼓风干燥箱等,为用户提供了检测锂离子电池隔膜性能的全面参考。

锂离子电池隔膜性能受隔膜厚度、孔隙率、孔径尺寸、热收缩性、力学性能、浸润性、透气率等影响,本文是通过《聚酰亚胺纳米纤维膜的制备及作为锂电池隔膜的研究》一文,整理总结了锂离子电池隔膜常见的性能检测,并且从该实验中提炼整理一份检测锂离子电池隔膜的仪器清单,供用户参考。

先简单分析一下各个性能的要求:

1、厚度要求:隔膜的厚度会影响电池的内部电阻,隔膜越厚,内阻越大,厚度越小,内阻越小。目前商用电池隔膜的厚度在25μm。

2、孔隙率:孔隙率是隔膜中孔体积占整体体积的百分比。目前市场,上隔膜孔隙率在30% ~60%之间。

3、孔径尺寸:隔膜的孔径尺寸在几十微米,要小于电极活性材料和导电剂的粒子尺寸,湿法隔膜的孔径尺寸在0.01-0.1μm之间。

4、机械强度:隔膜的机械强度是非常重要的一个参数,目前常规的25μm厚度的隔膜,要求其在纵向的抗拉强度为1000kgcm-2。

5、尺寸稳定性:平整无褶痕的电池隔膜对于电池组装会很方便,同时有利于电解液滴加。

6、热收缩性:高温下隔膜的收缩率越小越好。

7、高温自闭孔:闭孔是一种在由内部或外部短路造成过流时通过微孔闭孔来保障电池的高温安全性。

下面是本次实验所采用的检测仪器清单,如下表:

原料性能检测 - 表面张力
锂离子电池隔膜性能检测方案【附仪器清单】配图1方瑞 JCY-1 接触角测试仪
规格参数:摄像系统专业CCD数字相机 + 高性能显微镜头, 最高分辨率1280×1024, 拍照方式单张、连续, 光源连续可调亮度的LED冷光源,发光均匀、所摄图像的轮廓更清晰、分辨率更高, 接触角分析方法θ/2法、切线法,可自动计算或手动(修正)计算, 接触角测量范围0~180°, 接触角测试分辨率0.01°, 固体表面能等一液法、二液法表面自由能、液滴量、固体粘附力计算, 表面张力测试方法无, 表面张力测量范围无, 表面张力测试分辨率无, 样品台位移前后:60mm; 左右35mm; 上下50mm,样品台可水平调整,直径90mm, 样品台尺寸105×120mm, 样品最大厚度≤35mm, 倾斜平台无, 进样方式手动微量进样器, 外形尺寸525*160*470mm, 净重12kg, 电源电压220V/50Hz, 功率0.2KW
制膜打样 - 制膜
锂离子电池隔膜性能检测方案【附仪器清单】配图2国产 TBJ-G 线棒式涂布试验机
规格参数:涂布精度±0.001mm, 涂布厚度范围依据不同线棒规格, 涂布速率2~200mm/s, 涂布幅面190*400mm(涂布长度0-400mm任意设置), 真空吸附尺寸160*400mm(可定制), 真空孔径Φ1.2mm, 真空孔距15*20mm, 控制系统触摸屏控制, 涂布棒规格精度0.001mm,有效涂布宽度170mm(根据线棒型号确定涂布厚度), 主机电源220V 50HZ, 外形尺寸690*350*420mm, 重量净重72KG, 速度控制无极变速, 底板材质铝合金, 真空泵尺寸380*180*280mm, 涂布方式线棒涂布, 可选附件漏液槽、基材固定夹具、微调水平高度支撑脚装置、玻璃板、硅胶垫和砝码(针对涂布基材厚度不均的应用)、涂膜宽度控制挡板, 可定制功能喷气系统装置、UV固含装置、自动加墨系统
机械性能 - 拉压力
锂离子电池隔膜性能检测方案【附仪器清单】配图3AISRY ASR-1001A 小型多功能材料拉力试验机
规格参数:力值测量范围10~500N(50KG), 有效行程350mm, 感应方式推拉力计, 试验速度范围5~300mm/min可调, 动力系统AC马达, 外形尺寸560×345×1080mm, 重量30Kg, 电源电压AC220V单相
环境测试 - 调温调湿
锂离子电池隔膜性能检测方案【附仪器清单】配图4慧泰 DHG-9070A 鼓风干燥箱
规格参数:电源电压AC 220V 50Hz, 控温范围RT+10~250℃, 温度波动度±1℃, 温度分辨率0.1℃, 输入功率1550W, 工作室尺寸450*400*450mm, 外形尺寸735*615*630mm, 容积80L, 搁板(标配)2pcs, 定时范围1~9999min
实验室通用设备 - 混合分散
锂离子电池隔膜性能检测方案【附仪器清单】配图5天创粉末 XQM-4 立式行星球磨机
规格参数:设备电源220V-50HZ, 电机功率0.75kw, 运行设定总时间1~9999min, 正反交替运行时间1~999min, 可调转速-公转35~335rpm, 可调转速-自转70~670rpm, 噪音水平≤60±5dB, 调速方式变频调速, 设备重量93kg, 设备体积750*470*564mm, 最大处理量4L, 可配球磨罐规格250-1000ml, 工位数4pcs, 备注可配50-1000ml真空球磨罐, 传动方式 齿轮传动, 工作方式两个或四个球磨罐同时工作, 最大装样量球磨罐容积的三分之二, 球磨罐体积每罐5L-50L,总体积20L-200L, 进料粒度土壤料≤10mm,其他料≤3mm, 最小出料粒度0.1μm, 调速方式变频无级调速
锂离子电池隔膜性能检测方案【附仪器清单】配图6安亭科学 TGL-20B 高速台式离心机
规格参数:最大离心力24596xg, 最高转速20000rpm, 转速范围100~20000rpm, 定时范围0~99min, 噪音水平<70dB(A), 显示方式数码管显示, 电源220v 50Hz 400w, 外形尺寸500*540*570mm, 重量47kg
锂离子电池隔膜性能检测方案【附仪器清单】配图7驰久 MYP11-2 恒温磁力搅拌器
规格参数:最大搅拌量5L, 搅拌速度50~1500rpm, 加热功率600W, 输入功率620W, 控温范围RT+~300℃, 控温精度±0.5℃ , 定时范围1~9999min, 工作盘尺寸Φ145mm, 外形尺寸280*160*90mm, 整机重量2.7kg, 电源AC220V ±10% 50/60Hz, 安全保护温度350℃
实验室通用设备 - 质量
锂离子电池隔膜性能检测方案【附仪器清单】配图8赛多利斯 BSA224S-CW 电子天平
规格参数:称量范围220g, 可读性精度0.1mg, 非线性误差0.2mg, 重复性误差0.1mg, 校准功能内部校准, 秤盘尺寸Φ90mm, 仪器净重4800g, 外形尺寸230*310*305mm, 包装尺寸460*390*530mm, 数据接口RS232C 25-pin, 显示器15mm字高白色背光高对比度显示器, 毛重7.4 kg, 称量室高度230mm, 变压器输入100 – 240 V~, -10% | +10%, 50 – 60 Hz, 0.2 A, 下部称量是, 语言英语、法语、德语、意大利语、波兰语、俄语、西班牙语
实验室通用设备 - 光学
锂离子电池隔膜性能检测方案【附仪器清单】配图9缔伦光学 XTL-16A 金相显微镜
规格参数:目镜大视野 WF10X(Φ18mm), 物镜长距平场消色差物镜(无盖玻片) PL 5X/0.12;长距平场消色差物镜(无盖玻片) PL L10X/0.25;长距平场消色差物镜(无盖玻片) PL L20X/0.40;长距平场消色差物镜(无盖玻片) PL L50X/0.70, 目镜筒三目镜,倾斜30˚,(内置检偏振片,可进行切换), 落射照明系统6V 20W,卤素灯, 亮度可调;落射照明器带视场光栏、孔径光栏、起偏振片,(黄,蓝,绿)滤色片和磨砂玻璃, 调焦系统粗微动同轴调焦, 微动格值:2μm,带锁紧和限位装置, 转换器四孔(内向式滚珠内定位), 载物台双层机械移动式 (尺寸: 210mmX140mm,移动范围:75mmX50mm)
实验室通用设备 - 温/湿度
锂离子电池隔膜性能检测方案【附仪器清单】配图10菲力尔 FLIR TG165 红外成像点温仪
规格参数:探测器类型焦平面阵列(FPA),非制冷型微测辐射热计, 红外分辨率80*60像素, 激光双发散激光指示温度测量区域,通过拉动触发器激活, 内存扩展最大32 GB SD卡, 内存类型Micro SD卡, 波长范围8~14µm, 三脚架手柄底部上方1/4英寸-20英寸, 显示屏2.0英寸TFT液晶显示屏, 精确度±1.5%或1.5°C, 中心点支持, 对象温度范围-25至+380°C, 热灵敏度<150mK, 外形尺寸186 mm×55 mm×94 mm, 重量0.312 kg, 调色板热铁色、彩虹色、灰度, 视场角50°×38.6°, 调焦免调焦, 图库8549, 图像频率9Hz, 最小焦距0.1m, 最小测量距离26 cm, 图像存储容量8 GB Micro Sd卡可存储75,000张图像, 文件格式带有温度与发射率的位图(BMP)图像, 电池寿命>5小时,使用激光连续扫描, 电源电池可充电锂离子电池, 电池电压3.7 V, 充电方式直充, 电池充电时间4小时充至电量的90%,6小时充满电, 电源管理可调节;关闭,1分钟、2分钟、5分钟、10分钟, 电池充电寿命最少30天, 湿度(工作及存放)0-90%相对湿度(0-37°C),0-65%相对湿度(37-45°C),0-45%相对湿度(45-55°C), 工作温度-10~45°C, 存储温度-30至+55°C

部分检测仪器暂未引入南北潮,可参考原论文内容。

全品类涂料检测仪器
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