[發(fā)明專利]一種鋰離子電池陶瓷隔膜孔隙率的測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811095526.7
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109238937A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許飛;趙永鋒;陳芳杰;李莉;戚鳳曉;史瑞星;席凱凱;譚倩;王宗葆;馮營;李明軍
• 申請（專利權(quán)）人: 多氟多（焦作）新能源科技有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 李寧

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池陶瓷隔膜孔隙率的測試方法，屬于鋰離子電池過程材料評價領(lǐng)域。本發(fā)明的鋰離子電池陶瓷隔膜孔隙率的測試方法，包括以下步驟：測量鋰離子電池陶瓷隔膜樣品的表觀體積，記錄為V₀；應用阿基米德原理?氣體膨脹置換法測定鋰離子電池陶瓷隔膜樣品的骨架體積，記作V₁；按照下式計算所述隔膜的孔隙率：P＝(V₀?V₁)/V₀*100％。本發(fā)明的鋰離子電池陶瓷隔膜孔隙率的測試方法，操作簡單，過程易于規(guī)范和量化，測試設(shè)備和條件要求低，可較精確地測量陶瓷隔膜的孔隙率，可操作性強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池陶瓷隔膜孔隙率的測試方法，屬于鋰離子電池過程材料評價領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隔膜是鋰離子電池的重要組成部分，主要起離子導通和電子絕緣的作用，現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)化的聚乙烯或聚丙烯隔膜，因厚度、強度及孔隙率等不能整體兼顧，耐高溫和耐大電流充放電性能差，從而導致在動力鋰電池應用上存在巨大的安全隱患。針對現(xiàn)有隔膜性能的不足，各國研究機構(gòu)和企業(yè)積極致力于高性能動力鋰電池隔膜的研制。其中，在隔膜表面涂覆一層Al₂O₃、SiO₂或其他耐熱型無機物陶瓷顆粒，經(jīng)特殊工藝處理，和基體粘結(jié)緊密，將有機物的柔性和無機物良好的熱穩(wěn)定性結(jié)合在一起成為主流發(fā)展趨勢。無機涂覆層一方面可以解決PP、PE隔膜熱收縮導致的熱失控從而造成電池燃燒、爆炸的安全問題，另一方面，由于陶瓷復合隔膜與電解液和正負極材料有良好的浸潤和吸液保液的能力，可大幅度提高電池的使用壽命。

隔膜的孔隙率過低，導致透氣性差，電導率低，而孔隙率過高，隔膜的穿刺能力減弱，收縮率增大及力學性能變差，存在安全隱患，因此隔膜孔隙率是隔膜制作和使用過程中的重要控制指標，但是復合隔膜由于不同材料的密度不盡相同，很難用傳統(tǒng)的稱重法來準確測量陶瓷隔膜的孔隙率。

目前，測試陶瓷涂覆隔膜的孔隙率的方法很多，但是過程繁瑣且測試過程無法規(guī)范和量化，主觀因素對測試結(jié)果的影響較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單、環(huán)境友好、測試效率高的鋰離子電池陶瓷隔膜孔隙率的測試方法。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種鋰離子電池陶瓷隔膜孔隙率的測試方法，包括以下步驟：

測量鋰離子電池陶瓷隔膜樣品的表觀體積，記錄為V₀；

應用阿基米德原理-氣體膨脹置換法測定鋰離子電池陶瓷隔膜樣品的骨架體積，記作V₁；

按照下式計算所述鋰離子電池陶瓷隔膜的孔隙率：

P＝(V₀-V₁)/V₀*100％。

本發(fā)明的鋰離子電池陶瓷隔膜孔隙率的測試方法，操作簡單，過程易于規(guī)范和量化，測試設(shè)備和條件要求低，可較精確地測量陶瓷隔膜的孔隙率，可操作性強。需要說明的是本發(fā)明中所述骨架體積含閉孔體積。

本發(fā)明測定鋰離子電池陶瓷隔膜樣品骨架體積所采用的阿基米德原理-氣體膨脹置換法，是利用小分子直徑的惰性氣體在一定條件下的玻爾定律(PV＝nRT)，通過測定由于樣品測試腔放入樣品所引起的樣品測試腔氣體容量的減少來精確測定樣品的骨架體積(含閉孔)，即為陶瓷隔膜的真實體積。氣體膨脹置換法是以氣體取代液體測定樣品所排出的體積，排除了浸液法對樣品溶解的可能性，具有不損壞樣品的優(yōu)點。由于氣體能滲入樣品中極小的孔隙和表面的不規(guī)則孔隙，因此測出的樣品體積更接近樣品的骨架體積。