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GB/T 36363-2018 锂离子电池用聚烯烃隔膜检测方法及仪器详解

来源:山东泉科瑞达仪器设备有限公司   2025年07月11日 11:33  

锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点,广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和储能系统等领域。在锂离子电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一,其主要作用是隔离正负极以防止短路,同时允许锂离子通过以完成充放电过程。聚烯烃隔膜是锂离子电池中隔膜材料之一,具有良好的化学稳定性和机械性能。为了确保隔膜的质量和性能,GB/T 36363-2018《锂离子电池用聚烯烃隔膜》标准对隔膜的物理性能测试方法进行了详细规定。

一、取样方法

取样的隔膜包装应完好无损。在膜卷上去掉表面三层,沿隔膜的宽度切割取样,作外观、尺寸、物理性能及电性能测试。待测定的隔膜应密封包装,防止受潮和受污染。

二、试样状态调节和试验的标准环境

1. 试样状态调节

试样应按GB/T 2918-1998规定的下列条件进行状态调节:

  • 温度:(23±2)℃

  • 相对湿度:(50±10)%

  • 持续时间:不少于4h

2. 试验的标准环境条件

试验的标准环境条件如下:

  • 温度:(23±2)℃

  • 相对湿度:(50±10)%

三、厚度及偏差

厚度是锂离子电池隔膜最基本的特性之一,会直接影响隔膜卷的外观质量以及内在性能。隔膜厚度的均匀性包括纵向厚度的均匀和横向厚度的均匀,但横向厚度均匀性更为重要,一般必须控制在1μm以内。由于锂离子电池隔膜的材料较软,所以在测量时应尽力减小测量的压力。

使用CHY-02H测厚仪进行测量,其分辨率为0.1μm。测量厚度的位置点,沿横向方向等距离测试不少于3组,在纵向方向上每隔200mm测一组,共测试5组,计算平均值作为所测隔膜的厚度及厚度偏差。

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四、拉伸强度、断裂伸长率

锂离子电池隔膜的拉伸强度与制膜的工艺相关联,实时监控其拉伸强度有利于提高锂离子电池隔膜的综合性能。一般行业中有单轴拉伸和双轴拉伸,采用单轴拉伸,膜在拉伸方向上与垂直方向强度不同;而采用双轴拉伸,隔膜在两个方向上一致性相接近。

使用ETT-01薄膜拉力试验机进行测试,采用宽为(15±0.1)mm的2型试样,夹具间的初始距离为(100±5)mm,试验速度为(250±10)mm/min。

五、穿刺强度

锂离子电池隔膜的穿刺试验是评价隔膜抗穿刺强度的最主要方法。将锂电池隔膜平展于ETT-01薄膜拉力试验机夹具中并夹紧,以(100±10)mm/min的速率进行穿刺,完毕后取出试样,按照GB/T 6672-2001的规定,在针孔的四周进行4点厚度的测试,取平均值,并按照公式计算穿刺强度。

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六、热收缩率

在膜卷的纵向方向上裁取100mm×100mm的正方形隔膜3块,切取隔膜时应使一个边缘与隔膜的纵向边缘平行,最大偏离角度不应超过5°,并做好纵向横向的标识。若隔膜宽度小于100mm,则取样大小为100mm×隔膜宽度。

  1. 将试样平放入两个嵌有金属网的框架间,确保两金属网间距离保持在1~3mm,以保证试样的自由收缩。

  2. 根据测试需求,设定好试验的温度和时间。确保加热槽中已加入适量的传热介质(如甘油),且温度已达到设定值并稳定。

  3. 将装有试样的框架迅速浸入设定温度的恒温介质中,开始计时。

  4. 取出试样后,将其浸入备用的常温浴中冷却一段时间(如5秒),然后取出水平静置。

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七、透气度

透气度测试是在测试温湿度、常压环境中,透气度测试仪施加1.21kPa压力下,测量100mL空气通过面积为6.45cm?的隔膜所需要的时间。这个时间反映了隔膜的透气性能。

使用WYPT-02透气度测试仪,该仪器采用体积法测试原理,具有高精度、自动化和安全性的特点。

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结论

GB/T 36363-2018标准锂离子电池用聚烯烃隔膜的物理性能测试方法进行了详细规定,包括取样方法、试样状态调节、厚度及偏差、拉伸强度、穿刺强度、热收缩率和透气度等。通过这些测试方法,可以全面评估隔膜的性能,确保其在锂离子电池中的可靠性和安全性。使用专业的测试仪器,如CHY-02H测厚仪HSRT-02热缩试验仪WYPT-02透气度测试仪,可以提高测试的准确性和效率。


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