[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋰電池隔膜孔隙率的測(cè)試方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2013-09-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103512837A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳秀峰;陳良;吳術(shù)球;楊佳富;王今剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市星源材質(zhì)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N15/08
• 分類(lèi)號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 深圳市碩法知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44321
• 代理人: 李姝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是涉及一種操作簡(jiǎn)單、測(cè)試精確的鋰電池隔膜孔隙率的測(cè)試方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池由正極、負(fù)極、隔膜和電解液組成。隔膜置于正、負(fù)極之間，主要作用是隔離正、負(fù)極，但允許電池內(nèi)的離子自由通過(guò)。電池隔膜的離子傳導(dǎo)能力直接關(guān)系到電池的整體性能。隔膜的電導(dǎo)率越高，離子單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)單位面積隔膜的量越大，此時(shí)，電池的充放電性能都會(huì)增加。

孔隙率在一定程度上能夠反映隔膜微孔結(jié)構(gòu)?？紫堵矢?，鋰離子穿過(guò)能力強(qiáng)，但太高的孔隙率可能使得微孔隔膜抗穿刺能力減弱、收縮率增大以及力學(xué)性能變差，從而帶來(lái)微孔隔膜使用過(guò)程中安全性問(wèn)題以及使用性能的變化。因此，隔膜的孔隙率是實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中控制隔膜性能的重要指標(biāo)。

目前，孔隙率的測(cè)試方法有：壓汞法、氣體吸附法、掃描電鏡法，還有實(shí)際生產(chǎn)常用的稱(chēng)重法等。但是前面三種測(cè)試孔隙率的方法都要其特定的孔徑測(cè)試范圍，還有所用設(shè)備復(fù)雜昂貴，操作過(guò)程繁瑣等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有隔膜孔隙率的測(cè)試方法的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單、測(cè)試精確、測(cè)試設(shè)備和條件要求低、可操作性強(qiáng)的鋰電池隔膜孔隙率的測(cè)試方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的，一種鋰電池隔膜孔隙率的測(cè)試方法，包括以下步驟：

（1）截取隔膜試樣；

（2）在電子天平上稱(chēng)量隔膜試樣的質(zhì)量，記為M；

（3）把盛有水的玻璃杯放到電子天平上，讀數(shù)歸零；

（4）用細(xì)線系住一金屬環(huán)，拉住細(xì)線的自由端使其緩緩沒(méi)入水中，直至金屬環(huán)完全浸入懸吊在水中后，記錄天平讀數(shù)為M1；

（5）把金屬環(huán)從水中取出，天平讀數(shù)歸零；

（6）把隔膜試樣卷曲起來(lái)，套在金屬環(huán)內(nèi)固定，重復(fù)步驟（4），記錄天平讀數(shù)為M2；

（7）代入孔隙率公式P=100%×(1-Μ/ρ÷V)計(jì)算出隔膜的孔隙率P，

其中，P為隔膜的孔隙率，M為隔膜的質(zhì)量，ρ為隔膜材料的真密度，V為排開(kāi)水的體積，V=（M2-M1）/ρ_水，M1為金屬環(huán)排開(kāi)水的質(zhì)量，M2為金屬環(huán)和隔膜一起排開(kāi)水的質(zhì)量，ρ_水為水的密度。

優(yōu)選的，天平稱(chēng)量精度至少為0.0001g。

作為一種優(yōu)選方式，所述細(xì)線的材質(zhì)具有不吸水性，為但不限于塑料線或鋼絲。

優(yōu)選的，所述隔膜試樣的材質(zhì)為聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯等疏水材料。

優(yōu)選的，所述金屬環(huán)的的直徑為10-50mm。

作為一種優(yōu)選方式，隔膜試樣卷曲為一半圓或圓形桶裝，沒(méi)有重疊；如有開(kāi)口，則開(kāi)口向上。

作為一種優(yōu)選方式，所述步驟（4）中的金屬環(huán)懸吊于水中，且與水面至少應(yīng)保持2mm以上的距離，金屬環(huán)間隔設(shè)置在玻璃杯內(nèi)壁內(nèi)。

作為一種優(yōu)選方式，所述步驟（6）中套設(shè)有金屬環(huán)的隔膜試樣懸吊于水中，隔膜試樣和金屬環(huán)間隔設(shè)置在玻璃杯內(nèi)壁內(nèi)。

本發(fā)明提供了一種利用排水法來(lái)精確測(cè)量隔膜孔隙率的方法。該方法利用排水法精準(zhǔn)地測(cè)量了隔膜的體積，克服了常規(guī)方法中隔膜體積測(cè)量帶來(lái)的誤差。總體來(lái)說(shuō)，該方法具有操作操作簡(jiǎn)單、測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、設(shè)備簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際運(yùn)用中，不僅大大地降低了設(shè)備成本，而且極大地提高了工作效率，節(jié)約了公司資源。

說(shuō)明書(shū)附圖

圖1為隔膜試樣懸吊水中示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

為了更加清楚的說(shuō)明本方法的操作過(guò)程及特點(diǎn)，在本實(shí)施例中以聚丙烯干法單向拉伸微孔膜為樣品測(cè)試孔隙率，在其它實(shí)施例中隔膜材質(zhì)也可是聚乙烯、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯等其它疏水材料也都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

孔隙率是指多孔材料內(nèi)部空隙所占總體積的百分率，根據(jù)孔隙率的定義，我們可得到其公式為：P=100%×(1-Μ/ρ÷V)，V為排開(kāi)水的體積，V=（M₂-M₁）/ρ_水；

其中P——隔膜的孔隙率，%；

M——隔膜的質(zhì)量，g；

ρ——隔膜材料的真密度，g/cm³。此實(shí)施例中，聚丙烯隔膜材料的真密度為0.91g/cm³；

M₁為金屬環(huán)排開(kāi)水的質(zhì)量，g；

M₂為金屬環(huán)和隔膜一起排開(kāi)水的質(zhì)量，g；