CN106596844A - 一种电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法 - Google Patents

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本发明公开了一种电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，包括如下步骤：选取相同的第一隔膜和第二隔膜，测量第一隔膜和第二隔膜的体积V；测量第一隔膜的隔膜孔隙率T，计算第一隔膜内部孔隙的体积V1，其中，V1＝V*T；测量第二隔膜的第一质量M1，测量第二隔膜吸收电解液饱和状态下的第二质量M2，计算第二隔膜吸收电解液的第三质量M3，其中，M3＝M2-M1；计算第二隔膜的内部吸收电解液占总吸收电解液的百分比N1，计算第二隔膜的表面吸收电解液占总吸收电解液的百分比N2，其中，

Description

一种电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法
【技术领域】
本发明涉及一种电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法。
【背景技术】
锂离子电池主要由正极材料、正极集流体、负极材料、负极集流体、隔膜和电解液几部分组成，隔膜的作用是阻隔正负极间电子传导，但允许Li离子传导的介质。Li离子的传导媒介为电解液，因此隔膜的吸液及保液能力将影响Li离子传导的快慢，并在锂电池长期使用过程中影响其循环性能。目前隔膜测试主要是采用称重法，即测试隔膜吸液前后质量，计算吸液率，但隔膜吸液包括内部空间存储电解液和表面吸附电解液，隔膜表面吸附电解液主要靠隔膜表面官能团及范德华力作用，表面吸附电解液的能力可有效反应隔膜的保液能力，对于铝壳锂离子电池和软包锂离子电池等，电池最终存液与注液量差异较大，隔膜的保液能力越好将更有利于锂离子电池有效存储更多电解液，从而提高电性能。目前评估电池隔膜保液能力的方法并不准确。
【发明内容】
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，使得获得的电池隔膜保液能力的结果更加精确。
一种电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，包括如下步骤：
S1，选取相同的第一隔膜和第二隔膜，测量所述第一隔膜和第二隔膜的体积V；
S2，测量所述第一隔膜的隔膜孔隙率T，计算所述第一隔膜内部孔隙的体积V1，其中，V1＝V*T；
S3，测量所述第二隔膜的第一质量M1，测量所述第二隔膜吸收电解液饱和状态下的第二质量M2，计算所述第二隔膜吸收所述电解液的第三质量M3，其中，M3＝M2-M1；
S4，计算所述第二隔膜的内部吸收电解液占总吸收电解液的百分比N1，计算所述第二隔膜的表面吸收电解液占总吸收电解液的百分比N2，其中，N2＝1-N1，ρ表示电解液的密度。
在一个实施例中，在步骤S3中，通过如下步骤使所述第二隔膜达到吸收电解液饱和状态：
S31，将所述第二隔膜浸泡于所述电解液至少第一设定时长；
S32，将所述第二隔膜取出；
S33，将所述第二隔膜静置至少第二设定时长。
在一个实施例中，在所述步骤S33中，将所述第二隔膜悬空静置。
在一个实施例中，所述第二隔膜的至少一个表面设置有涂覆层。
在一个实施例中，所述涂覆层的材料采用PVDF、陶瓷、或PVDF与陶瓷的混合物。
在一个实施例中，所述第二隔膜的材料采用聚丙烯或聚乙烯。
在一个实施例中，所述第二隔膜具有多个材料层，所述材料层采用聚丙烯和聚乙烯中的一种，相邻的材料层的材料不同。
在一个实施例中，所述第一时长为2小时。
在一个实施例中，所述第二时长为10分钟。
本发明的有益效果是：本发明可以更进一步获得隔膜内部存储电解液和表面吸附电解液的多少，从而更加精确、有效评估隔膜的吸液能力和保液能力。
【具体实施方式】
以下对发明的较佳实施例作进一步详细说明。
一种实施例的电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，包括如下步骤：
S1，选取相同的第一隔膜A和第二隔膜B，测量所述第一隔膜A和第二隔膜B的体积V。例如，可以测量隔膜的厚度、长度和宽度后，再计算隔膜的体积。
隔膜的材料可以采用聚丙烯PP或聚乙烯PE。隔膜可以具有多个材料层，所述材料层采用聚丙烯PP和聚乙烯PP中的一种，相邻的材料层的材料不同。例如，隔膜由下到上可以依次包括三层：PP、PE和PP。
在一个实施例中，隔膜的至少一个表面设置有涂覆层，涂覆层可以采用PVDF、陶瓷、或PVDF与陶瓷的混合物。
S2，可以使用真密度测试仪测量所述第一隔膜A的隔膜孔隙率T，计算所述第一隔膜A内部孔隙的体积V1，其中，V1＝V*T。
S3，测量所述第二隔膜B的第一质量M1，测量所述第二隔膜B吸收电解液饱和状态下的第二质量M2，计算所述第二隔膜吸收所述电解液的第三质量M3，其中，M3＝M2-M1。
在一个实施例中，可以通过如下步骤使所述第二隔膜B达到吸收电解液饱和状态：
S31，将所述第二隔膜B浸泡于所述电解液至少第一设定时长，例如2小时。
S32，然后，将所述第二隔膜B取出。
S33，然后，将所述第二隔膜B静置至少第二设定时长，例如10分钟。在一个实施例中，可以将第二隔膜B悬空静置至少第二设定时长。
S4，计算所述第二隔膜B的内部吸收电解液占总吸收电解液的百分比N1(内部吸液质量占比)，计算所述第二隔膜B的表面吸收电解液占总吸收电解液的百分比N2(表面吸液质量占比)，其中，N2＝1-N1，ρ表示电解液的密度。
S5，计算所述第二隔膜B的吸液率N＝M3/V。
获得第二隔膜B的内部吸液质量占比N1和表面吸液质量占比N2，可以有效评估第二隔膜B吸液和保液能力。
利用上述步骤，进行方案1和方案2的测试，相关实验数据如下表所示：
通过上表可以看出：当隔膜的表面设置有涂覆层后，吸液率和表面吸附占比有所提升，通过内部吸液占比和表面吸附占比对比可以看出，这主要是由于涂胶后，隔膜表面吸附能力增加，及隔膜保液能力较好。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，其特征是，包括如下步骤：
S1，选取相同的第一隔膜和第二隔膜，测量所述第一隔膜和第二隔膜的体积V；
S2，测量所述第一隔膜的隔膜孔隙率T，计算所述第一隔膜内部孔隙的体积V1，其中，V1＝V*T；
S3，测量所述第二隔膜的第一质量M1，测量所述第二隔膜吸收电解液饱和状态下的第二质量M2，计算所述第二隔膜吸收所述电解液的第三质量M3，其中，M3＝M2-M1；
S4，计算所述第二隔膜的内部吸收电解液占总吸收电解液的百分比N1，计算所述第二隔膜的表面吸收电解液占总吸收电解液的百分比N2，其中，N2＝1-N1，ρ表示电解液的密度。
2.如权利要求1所述的电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，其特征是，在步骤S3中，通过如下步骤使所述第二隔膜达到吸收电解液饱和状态：
S31，将所述第二隔膜浸泡于所述电解液至少第一设定时长；
S32，将所述第二隔膜取出；
S33，将所述第二隔膜静置至少第二设定时长。
3.如权利要求2所述的电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，其特征是，
在所述步骤S33中，将所述第二隔膜悬空静置。
4.如权利要求1所述的电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，其特征是：
所述第二隔膜的至少一个表面设置有涂覆层。
5.如权利要求4所述的电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，其特征是：
所述涂覆层的材料采用PVDF、陶瓷、或PVDF与陶瓷的混合物。
6.如权利要求1所述的电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，其特征是：
所述第二隔膜的材料采用聚丙烯或聚乙烯。
7.如权利要求1所述的电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，其特征是：
所述第二隔膜具有多个材料层，所述材料层采用聚丙烯和聚乙烯中的一种，相邻的材料层的材料不同。
8.如权利要求2所述的电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，其特征是：所述第一时长为2小时。
9.如权利要求2所述的电池隔膜的吸液及保液能力的测量方法，其特征是：所述第二时长为10分钟。
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