CN105509922A - 一种电池隔膜闭孔温度的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池隔膜闭孔温度的测试方法。本发明采用目前常用的纽扣壳体，通过电导测量法来测量隔膜的闭孔温度。本发明测试方法简单，对测试设备要求不高，测量值准确。

Description

一种电池隔膜闭孔温度的测试方法

技术领域

本发明涉及一种电池隔膜的闭孔温度的测试方法。

背景技术

锂离子电池由正负极、隔膜和电解液组成。其中，隔膜用来分开正负极材料，是电子绝缘体，防止正负极接触，电子短路，引发危险。其性能极大影响电池的循环，充放电倍率及安全测试等关键特性。因此，隔膜对电芯起着至关重要的作用。

聚乙烯/PE隔膜，具有无数互通的微孔，孔径为0.001~1μm的塑料薄膜。安全性是PE隔膜的首要考虑指标。电池短路会产生大量的热量，使得电芯内部温度迅速升高。当温度达到隔膜的闭孔温度时，隔膜开始闭孔，阻碍锂离子迁移，内阻急剧增加，切断正负极之间的电化学反应，热源消失，温度缓慢下降，达到电芯安全的目的。但是，当温度进一步升高时，闭孔的隔膜会破膜，形成更大的微孔，导致安全失效，电芯有爆炸的风险。因此，闭孔温度越低，破膜温度越高，都对电芯的安全起着重要的有利作用。

目前很多隔膜厂家采用以下几种测试方法：测量隔膜的透气度或电镜观察。透气度测试方法，需要专门的测试仪器。电镜观察法，需要对隔膜进行导电处理，成本较高，且不能量化。

同类似采用电导测试方法的比较，他们采用封闭的装置，放置于高温的环境，然后再测试。有如下几个缺点：a．高温易导致导电液挥发泄漏，产生的高气压也会影响测试结果b．测量时间过长，导电液挥发泄漏会使得导电电阻增加，影响测试结果。c．测试装置比较复杂，且对密封性要求较高。上述方法，对设备要求较高，一般的电池制造商可能没有上述两种设备的。

因此，需要寻求一种对设备要求不高，更简单，更方便，更精确的测试方法来比较隔膜的闭孔温度的差异性还是很有意义的。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种测试隔膜闭孔温度的方法。

本发明的测试原理：锂电池隔膜是一种多孔性的高分子材料，在正常的使用温度范围内，导电液的离子能够自由通过隔膜上的微孔在正负极之间自由迁移，此时表现出电芯的内阻较小；当电芯内部温度达到隔膜的闭孔温度（Tc）后，由于隔膜材料的理化特性发生融化坍塌，微孔通道关闭，阻碍离子通过，正负极不能发生电化学反应，此时表现出电芯的内阻值很高。因此，通过测试电阻值变化，可以测量隔膜的闭孔温度，电芯失效温度。

测试方法步骤：

a．设置烘箱温度为目标温度，烘箱内含温度传感器；

b．待烘箱达到目标温度，放入待测隔膜，烘烤持续设计时间t₀；

c．烘烤结束后，取出隔膜，于室温下冷却；

d．采用铳子或打孔器，分别将烘烤前和烘烤后的隔膜，打成若干个小圆；

e．装配纽扣电池，按照锂片/隔膜/锂片顺序，注入50μL导电液。液压封口机封口，完成装配；

f．采用交流阻抗，开路电位0mv，频率1khz，测量电阻值。当电阻显著增加时，隔膜开始闭孔。此为隔膜的闭孔温度（Tc）。

步骤e中，装配纽扣电池时，先放入锂片、导电液、隔膜、导电液、锂片，然后再放入垫片、弹片或泡沫镍等用于接触导电的物件。

本方法的优点：

测试装置简单，测试方法简便；正负极均采用锂片，导电液采用锂盐电解质，可以屏蔽在测试过程中发生的锂沉积产生的电势差而影响测试结果，测试结果更加准确。

附图说明

下面通过图示详细说明本方法的组装结构。

说明书附图标记：

1-纽扣壳体底壳，2-锂片，3-隔膜，4-垫片，5-弹片，6-纽扣壳体顶壳。

具体实施方式

如图示1，先放纽扣壳体底壳1，在壳体中央放入锂片2，在锂片2上滴入两滴导电液，再放隔膜3，要求隔膜在中央，并能完全覆盖锂片2。然后在隔膜3上滴入两滴导电液，在中央放锂片2，要求锂片不能超出隔膜3范围。然后依次放入垫片4，弹片5，纽扣壳体顶壳6，扣好电池。放入液压封口机，封口完毕，即可取出测量交流内阻（0mv，1Khz），记录数据。

垫片4和弹片5可用其他导电性物质替代，例如泡沫镍等。

以下为国内外几款隔膜的闭孔温度测试结果，从表中列举数据对比，不同厂家、不同规格的隔膜闭孔温度有较大差异。采用本发明的方法，可以很清晰的对比结果。

Claims (1)

1.一种电池隔膜闭孔温度的测试方法，其特征在于：将待测隔膜用双锂片对电极组装纽扣电池，通过其电阻值的变化，测量其闭孔温度。