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锂离子电池专用铝塑复合膜测试标准及检测仪器

  内容提示:目前世界各国都尚无关于锂离子电池用铝塑复合膜的国家标准或行业标准。《锂离子电池用复合膜》团体标准由中国化学与物理电源行业协会牵头,国内生产厂家共同组成工作组,共同编制并发布

原标题:锂离子电池用铝塑复合膜检测方案


锂离子电池作为一款应用最广泛的可充电电池,自研发到应用至今已经有二十多年历史。锂离子电池是由正极、负极、隔膜、电解液、集流体以及外包装壳体组成。锂离子电池有效成分的化学性质都非常活泼,置于空气中极容易着火甚至爆炸,因而锂离子电池的包装壳体应具有一定的耐腐蚀性及非常优良的阻隔性,目前常用的包装主要有钢壳、铝壳和高分子铝塑膜。采用铝塑复合膜对电池进行包装,具有重量轻等优点,能够大幅度提升电池的比能量。并且铝塑膜包装膜具有很大的柔软性,可以有效的降低电池的内压,不会出现爆炸危险。

 

锂离子电池用铝塑复合膜


锂离子电池用铝塑复合膜是一种以铝箔为芯层,一侧复合有热封层,另一侧复合有保护层,用于锂离子电池,电容器外封装的多层复合材料。

 

目前世界各国都尚无关于锂离子电池用铝塑复合膜的国家标准或行业标准。《锂离子电池用复合膜》团体标准由中国化学与物理电源行业协会牵头,国内生产厂家共同组成工作组,共同编制并发布。

 

锂离子电池专用铝塑复合膜的行业标准主要包括以下这些:

 

GB/T191包装储运图示标志

 

GB/T2828.1-2012计数抽样检验程序第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划

 

GB/T2918朔料试样状态调节和试验的标准环境

 

GB/T66721朔料薄膜与薄片厚度的测定机械测量法

 

GB/T6673塑料薄膜和薄片长度和宽度的测定

 

GB/T8808-1988软质复合塑料材料剥离试验方法

 

GB/T10004-2008包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合

 

GB/T10006塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法GB/T14216塑料膜和片润湿张力的测定

 

GB/T26125电子电气产品六种限用物质(铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚)的测定

 

GB/T26572-2011由子白气产品中限用物质的限量要求

 

QB/T2358-1998朔料薄膜包装袋执合强度试验方法

 

本文依据《锂离子电池用复合膜》团体标准要求及相关标准总结出关于锂离子电池用铝塑复合膜各种性能的测试方案。

 

1)锂离子电池用复合膜拉伸性能测试

 

裁取长度大于150mm、宽度为15mm的长形条样品,采用精度为0.5级的电子拉力试验机进行实验,家具建的初始距离为100mm,以300mm/min的速度拉伸,记录大力值和断裂伸长率。

 

2)锂离子电池用复合膜剥离力试验

 

GB/T8808-1988的规定进行,试样宽度为15mm的长形条,试验速度为100mm/min。剥离力反映的是界面粘结强度,剥离力大小对材料之间是否出现分层有直接影响。

 

3)锂离子电池用复合膜热封强度测试

 

裁取宽度为15mm的长形条。按QB/T2358-1998的规定进行测试,试验速度为100mm/min。热封强度是铝塑膜的一个很重要的指标,直接反映封口的密着性和抵抗封袋内部压力对封口破坏的能力,该项指标随热封条件的不同而结果差异较大,需供需双方协商,标注中给出的是一个确保安全封装的要求。

 

4)锂离子电池用复合膜穿刺性能测定

 

GB/T10004-2008中的6.6.13的规定进行。穿刺针头由热封层一侧开始刺入。穿刺强度反映铝塑膜内层抵抗穿刺的能力,电池制备过程抽真空时,电芯中存在的毛刺对内层有刺穿的行为,因而检测铝塑膜的穿刺强度很有必要。

 

5)耐电解液性能

 

本标准中,铝塑复合膜的耐电解液性能主要包括两块:铝塑复合膜浸泡电解液后的热封强度及热封层与铝层的剥离力。

 

A、铝层与热封层的剥离力

 

将铝塑膜切成15mm×10mm的试样,并将样品在85℃的电解液中浸泡24小时,取出自然冷却至常温后擦拭干净,检查样品外观并按照GB/T8808-1988规定的方法测试剥离力,测试速度为100mm/min。铝塑膜内层直接与电池中的电解液接触,通过比常规使用条件更苛刻的将锂电池用铝塑复合膜在高温下浸泡电解液检验其长期可靠性。

 

B、封口的热封强度

 

将铝塑膜封装制成60mm×80mm的样袋,并注入3mL电解液,经热封闭合。将样袋在温度为85℃±2℃的环境中保持24小时后取出,自然冷却至常温。先裁去一个热封边后倒出电解液,再裁去其余热封边,然后将膜面残留的电解液擦拭干净,后重新热封。沿封口垂直方向取宽度为15mm的样品,按QB/T2358-1998规定的方法测试(测试速度为100mm/min)。该项测试模拟软包锂离子电池生产过程中的二封工序,反映电解液对二封的影响,具有很强的现实意义。

 

一、锂离子电池铝塑复合膜拉伸性能、剥离力、热封强度、穿刺性能、剥离力、封口强度测试

 

 

锂离子电池专用铝塑复合膜拉伸性能、剥离力、热封强度、穿刺性能、铝层与热封层的剥离力、封口的热封强度等相关项目均可采用众测机电生产的智能电子拉力试验机TST-01B来测试!


 

它应用于对各种材料进行拉伸,压缩,撕裂,剥离,形变等力学性能项目的测试,适用于塑料薄膜、薄片、复合膜、纸张、橡胶、纺织、医药包装等领域的物理机械性能测试,是各材料生产厂家,研究机构进行物性试验、研究及质量控制必备的工具。

 

二、冲压性能

 

采用标准中附录A要求的模具,将规格为130mm×240mm的样品在0.15MPa-0.3MPa的压力下进行冲压,检查样品的外观,并用精度不低于0.1mm的两句测量冲压深度。铝塑复合膜冲深深度越大,表明同样面积的铝塑膜可以容纳更多的内容物,其利用率越高,因而是甄别铝塑膜性能的一个重要指标。

 

三、摩擦系数

 

GB10006的规定进行,铝塑复合膜的摩擦系数包括保护层-保护层和热封层-热封层的摩擦系数,一般铝塑复合膜多采用补偿性冲压的方式成型,摩擦系数相对低,对补偿性有利,并且可纺织薄膜间的相互粘连现象。因此,需要将摩擦系数限定在一定的范围内。

 

众测机电研发生产的摩擦系数仪是依据GB10006标准生产的,专业适用于复合膜动静摩擦系数的测试,另外还可以满足ISO/ASTM等多种标准。


摩擦系数仪

摩擦系数测试仪

 

四、材料厚度决定了材料拉伸,剥离等各种物理性能,所以锂离子电池专用铝塑复合膜厚度的检验也是生产厂家所关注的。依据国家标准《GB/T6672-2001塑料薄膜和薄片厚度测定_机械测量法》此项检测可选用薄膜测厚仪,专业适用于量程范围内的塑料薄膜、薄片、电池隔膜、纸张等各种材料厚度的精确测量,精度高,完全符合最新测试标准。


薄膜测厚仪


除了以上主要指标以外,还需要根据对应标准对锂离子电池用铝塑复合膜外观、耐热、耐湿等性能进行检验


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