锂电池隔膜穿刺测试研究

2024/03/14   下载量: 0

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应用领域 能源/新能源
检测样本 锂电池
检测项目
参考标准 GB/T 36363-2018

锂离子二次电池又称充电电池(以下简称锂电池),因其能量密度高、电池电压高等优点,被广泛用作信息终端和消费电子等领域的能源。近年来,其应用范围渐渐扩大至日常生活领域(包括混合电动汽车等),未来的需求将进一步增加。 锂电池的组成部分中,锂电池隔离膜防止正极和负极之间的接触,同时起到允许锂离子通过的间隔物的作用。隔离膜抗穿刺能力对锂电池的安全使用造成重大影响。

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配置单
方案详情

锂离子二次电池又称充电电池(以下简称锂电池),因其能量密度高、电池电压高等优点,被广泛用作信息终端和消费电子等领域的能源。近年来,其应用范围渐渐扩大至日常生活领域(包括混合电动汽车等),未来的需求将进一步增加。

锂电池的组成部分中,锂电池隔离膜防止正极和负极之间的接触,同时起到允许锂离子通过的间隔物的作用。隔离膜抗穿刺能力对锂电池的安全使用造成重大影响。

锂枝晶生长是影响锂离子电池安全性和稳定性的根本问题之一。锂枝晶的形成会刺穿隔膜导致锂离子电池内部短接,造成电池的热失控引发燃烧爆炸。因此隔离膜抗穿刺能力对电池寿命、安全性有重⼤影响。

隔离膜穿刺强度测试遵循标准《GB/T 36363-2018 锂离子电池用聚烯烃隔膜》,以100mm/min的速度,使用直径为1mm,尖端球面R0.5的穿刺针,刺向10mm直径环状固定的隔膜,对隔离膜的抗穿刺能力进行评价。

1.实验部分

1.1 仪器

BOYI 2025-001电子万能试验机 

500N气动穿刺夹具

1.2 分析条件 

试验类型:穿刺试验

负荷传感器容量:50N

试验力精度:显示值的±0.5%

试验速度:100mm/min

试验温度:25℃

夹具:500N气动穿刺夹具

2.实验介绍

2.1 试验方法

本次使用的是500N气动穿刺夹具,夹具打开、闭合通过夹具右侧手拨开关切换,样品的夹持力由气缸提供,固定样品的上、下环内径Ø10mm。图1为穿刺试验实际状态。

样品尺寸长245mm,宽150mm,厚12um,由专用隔离膜厂家提供(见图1)。

穿刺测试使用的穿刺针直径为1mm,尖端球面R0.5


1. 隔离膜样品及穿刺试验图

2.2 试验结果


2. 穿刺试验曲线(位移-载荷)

‍下载 (1).png

1 试验数据

2与表1分别为穿刺试验曲线与试验结果数据。

从数据可以看出,同一根穿刺针得出的数据,一致性很高、误差小,说明整套测试系统稳定性高。

测试过程中可以发现,BOYI 2025在小力值测试时稳定性好,精度高,稳定可靠。气动穿刺夹具操作方便,测试效率高,样品固定一致性好,保证了测试结果良好的重复性。

3.结论

综上所述,本试验中使用BOYI 2025电子万能试验、50N传感器、500N气动穿刺夹具,可以满足标准《GB T 36363-2018 锂离子电池用聚烯烃隔膜》要求,获取锂电池隔离膜穿刺强度等数据,稳定性好,一致性高。


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