電池隔膜刺穿試驗方法

電池隔膜作為正、負極的隔離材料，是鋰電池的必要組成部分，所采用隔膜材料性能的優(yōu)劣直接影響電池的安全性與成本。

隨著科學(xué)技術(shù)的進步及環(huán)保意識的增強，具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、自放電率小、低污染、無記憶效應(yīng)等優(yōu)異性能的鋰電池在手機、筆記本電腦、平板電腦、數(shù)碼相機、電動車、航空航天、航海、人造衛(wèi)星、小型醫(yī)療、軍用通信設(shè)備等產(chǎn)品及領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

抗穿刺性能是評價隔膜材料性能的重要力學(xué)指標(biāo)，可有效反映隔膜裝配過程中是否易于短路。將混合后的活性物質(zhì)、炭黑、增塑劑和PVDF均勻地涂覆在金屬箔片上，經(jīng)過高溫真空干燥后制成的鋰電池電極，其表面由活性物質(zhì)和炭黑混合物的微小顆粒所構(gòu)成而呈現(xiàn)凸凹不平，故而被夾在正負極間的隔膜材料，需要承受很大的壓力，因此隔膜材料應(yīng)具有較強的抗穿刺性能，以防止鋰電池的正負極接觸而短路。

1、電池隔膜刺穿試驗依據(jù)

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10004-2008《包裝用塑料復(fù)合膜、袋干法復(fù)合、擠出復(fù)合》中穿刺強度的相關(guān)規(guī)定進行操作。

2、隔膜刺穿試驗樣品準(zhǔn)備

以聚烯烴類電池隔膜為試驗樣品，測試其抗穿刺性能，將同批次產(chǎn)品選取制作5到10個樣品。

3、電池隔膜刺穿試驗的設(shè)備

以智能電子拉力試驗機對電池隔膜樣品的穿刺力進行測試，要注意條件設(shè)置的同等性。

4、電池隔膜刺穿試驗原理

抗穿刺性能的高低以刺穿待測試樣過程中產(chǎn)生的最大力值——穿刺力表示。試驗時，將試樣裝夾在固定夾具中，配置有穿刺針的動夾具以設(shè)定的速度向試樣移動，直至刺穿試樣，該動夾具中含有力值傳感器，可實時監(jiān)控刺穿過程中的力值變化，從而得到試樣的穿刺力。另外，該夾具中同時配有位移傳感器，用于實施監(jiān)測試樣的變形情況。

5、電池隔膜刺穿設(shè)備參數(shù)

一般設(shè)備配置有500N、50N兩種規(guī)格的力值傳感器可供選擇；根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，設(shè)備提供50mm/min、100mm/min、150mm/min、200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min、500 mm/min七種試驗速度，可根據(jù)試驗標(biāo)準(zhǔn)要求自由設(shè)定；1000mm的超長行程可以滿足大變形率材料的測試；限位保護、過載保護、自動回位以及掉電記憶等智能配置，保證用戶的操作安全。

6、電池隔膜刺穿試驗過程

（1）用取樣器從待測試的電池隔膜樣品表面裁取試樣5片。

（2）在設(shè)備控制軟件上設(shè)置試驗速度、試樣名稱、試驗次數(shù)等參數(shù)信息，將試樣裝夾在專用夾具中，并安裝好穿刺針。點擊“試驗”選項，試驗開始，穿刺針按照設(shè)定試驗速度移動刺穿試樣，設(shè)備實時顯示力值變化，并在測試結(jié)束報告穿刺力值。

7、記錄試驗結(jié)果

5片試樣的穿刺力測試值分別為5.34、5.61N5.57N5.49N5.32N所檢測的電池隔膜樣品的抗穿刺性能為5片試樣測試結(jié)果的平均值5.47N，將結(jié)果與GB/T 10004-2008《包裝用塑料復(fù)合膜、袋干法復(fù)合、擠出復(fù)合》對照，如果在合格范圍內(nèi)，則電池隔膜合格。