CN108072605B - 一种锂离子电池极片剥离强度的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池极片剥离强度的测试方法，将第一双面胶的一面粘在钢板上，另一面粘在锂离子电池极片的敷料层正面上；将锂离子电池极片的基材剥离，以露出敷料层的反面；将宽度小于敷料层的第二双面胶粘在敷料层的反面，将第二双面胶进行预剥处理，将预剥处理后的第二双面胶的胶层固定在拉力测试仪器的第一端，将钢板固定在拉力测试仪器的第二端，启动拉力测试仪器开始测试，得到平均剥离强度。本发明提供的一种锂离子电池极片剥离强度的测试方法，能有效的测得锂离子极片料与料的粘附力大小，为锂离子电池设计、分析、改善提供更全面有效的数据。

Description

一种锂离子电池极片剥离强度的测试方法

技术领域

本发明涉及锂电子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池极片剥离强度的测试方法。

背景技术

锂离子二次电池具有能量密度高、环境污染小、功率密度大、使用寿命长、适应范围广、自放电系数小等突出的优点，是现今世界上应用最为广泛的电池之一，也是新能源发展的重要组成部分。

锂离子电池由正负极片和隔离膜组成电芯后，装入壳体，充入电解液后得到的；正负极片又包含有活性物质、导电剂、粘结剂和基材等物质。其中粘结剂的作用就是将发挥容量作用的活性物质、发挥导电作用的导电剂相互粘结在一起，同时粘结在基材上，保证其在加工过程和循环过程中，不会过度膨胀或脱离基材，导致电池失效。然而，目前测量粉体材料与基材粘结性、粉体材料之间粘结性的有效方法很少，不能为锂离子电池设计提供有效数据，常见的也仅限于测量粉体与基材的剥离强度测量方法，其过程为：将锂离子电池极片的基材面固定在钢板上，然后采用拉力测试仪器直接剥离敷料层，进行测试。该方法能测试粉体与基材的粘结力，但无法测量粉体材料之间的粘结力，而粉体材料之间的粘结力有是影响锂离子电池性能的重要参数。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可测量粉体材料间的粘结力的锂离子电池极片剥离强度的测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种锂离子电池极片剥离强度的测试方法，包括以下步骤：

S1：将第一双面胶的一面粘在钢板上，另一面粘在锂离子电池极片的敷料层的正面上；

S2：将所述锂离子电池极片的基材剥离，以露出所述敷料层的反面；

S3：将宽度小于所述敷料层的第二双面胶粘在所述敷料层的反面；

S4：将所述第二双面胶进行预剥处理；

S5：将预剥处理后的所述第二双面胶的胶层固定在拉力测试仪器的第一端，将所述钢板固定在所述拉力测试仪器的第二端；

S6：启动拉力测试仪器开始测试，得到平均剥离强度。

优选的，所述第一双面胶与所述第二双面胶的平板剥离测试粘性在50-200mN/mm。

优选的，在所述步骤S1中，所述第一双面胶的长度及宽度与所述锂离子电池极片的长度及宽度一致。

优选的，在所述步骤S3中，还包括以下步骤：

S3-1：采用胶辊在与所述第二双面胶粘贴的所述敷料层上来回碾压。

优选的，在所述步骤S3-1中，所述胶辊重量为500-2000g。

优选的，在所述步骤S3-1中，所述胶辊在所述敷料层上来回碾压8-10次。

优选的，在所述步骤S4中，还包括以下步骤：

S4-1：将所述第二双面胶的胶层从所述敷料层上剥离20mm。

优选的，在所述步骤S6中，所述拉力测试仪器对所述第二双面胶进行180°剥离。

优选的，在所述步骤S6中，所述拉力测试仪器的剥离速度为10-30mm/min。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：能够有效测量锂离子电池极片粉体材料之间的粘结力，为锂离子电池设计、分析、改善提供更全面有效的数据。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是一种锂离子电池极片剥离强度的测试方法的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1是一种锂离子电池极片剥离强度的测试方法的示意图，在本发明中，锂离子电池极片剥离强度的测试方法包括以下步骤：

S1：将第一双面胶20的一面粘在钢板10上，另一面粘在锂离子电池极片的敷料层30的正面上。其中，钢板10为普通304不锈钢钢板，锂离子电池极片包括正极片和负极片。

S2：将锂离子电池极片的基材剥离，以露出敷料层30的反面。利用镊子或其它工具将锂离子电池极片的基材从敷料层30的反面剥离，露出敷料层30的反面。其中，基材可以是铝箔或是铜箔。

S3：将宽度小于敷料层30的第二双面胶40粘在敷料层30的反面。其中，第二双面胶40与第一双面胶20的平板剥离测试粘性均在50-200mN/mm中，在此方法中，第二双面胶40与第一双面胶20的平板剥离测试粘性优选为150mN/mm；第一双面胶20与第二双面胶40优选为25mm宽的3M双面胶。

S3-1：采用胶辊在与第二双面胶40粘贴的敷料层30上来回碾压。利用重量为500-2000g的胶辊在敷料层30上来回碾压8-10次，使其各位置粘结均匀，此方法中，来回碾压次数优选为10次。

S4：将第二双面胶40进行预剥处理。

S4-1：将第二双面胶40的胶层从敷料层30上剥离20mm。将第二双面胶40从敷料层30上剥离20mm，便于装夹。

S5：将预剥处理后的第二双面胶40的胶层固定在拉力测试仪器的第一端，将钢板固定在拉力测试仪器的第二端。其中，拉力测试仪器为微机控制电子万能实验机。

S6：启动拉力测试仪器开始测试，得到平均剥离强度。其中，拉力测试仪器对第二双面胶40进行180°的剥离，即剥离角度为180°；剥离速度在10-30mm/min中，此方法中，剥离速度优选为20mm/min。

锂电子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。其中，正极材料的质量占有较大比例，直接影响着锂离子电池的性能。因此，以下将以锂离子电池正极片为例，从四个不同的实施例及一个对比例出发来展开说明，以证明本发明锂离子电池极片剥离强度测试方法的有效效果。

锂离子电池正极片包括基材(未图示)及敷料层30。在以下实施例及对比例中，将铝箔作为锂离子电池正极片的基材，敷料层30所含物质包括磷酸铁锂、导电炭黑、导电石墨及聚偏氟乙烯。

在第一实施例中，锂离子电池的正极片包括以下材料：磷酸铁锂、导电炭黑、导电石墨及聚偏氟乙烯，其质量比例为93.5:2:1:3.5。按上述比例将材料混合在一起，把混合后的材料在溶剂N-甲基吡咯烷酮中分散成浆料，将浆料涂覆到厚度为16μm的铝箔上作为锂离子电池正极片的敷料层30，将涂有浆料的铝箔烘干后形成锂离子电池正极片。将锂离子电池正极片裁剪成规格为30mm*250mm的矩形状，将锂离子电池正极片的敷料层30的正面粘贴到规格为30mm*250mm的第一双面胶20的一面上，再将第一双面胶20的另一面粘到钢板10上；用镊子或是其他工具从锂离子电池正极片边角处将铝箔剥离后，将规格为25mm*200mm的第二双面胶40粘贴到锂离子电池正极片的敷料层30反面的中间位置；用胶辊在与第二双面胶40粘贴的敷料层30上来回碾压10次后，将第二双面胶40的胶层从敷料层30上剥离20mm；将钢板固定在拉力测试仪器的第一端，将剥离后的第二双面胶40的胶层固定在拉力测试仪器的第二端，固定好后，拉力测试仪器开始以20mm/min的速度进行剥离测试，得到平均剥离强度。

第二实施例与第一实施例的不同之处在于，磷酸铁锂：导电炭黑：导电石墨：聚偏氟乙烯为94:2:1:3。

第三实施例与第一实施例的不同之处在于，磷酸铁锂:导电炭黑:导电石墨：聚偏氟乙烯为94.5:2:1:2.5。

第四实施例与第一实施例的不同之处在于，磷酸铁锂:导电炭黑:导电石墨：聚偏氟乙烯为95:2:1:2。

在对比例中，锂离子电池正极片的磷酸铁锂、导电炭黑、导电石墨及聚偏氟乙烯的质量比例为95:2:1:2。按上述比例将材料混合在一起，将混合后的材料放在溶剂N-甲基吡咯烷酮中分散成浆料，将浆料涂覆到厚度为16μm的铝箔上作为锂离子电池正极片的敷料层30，将涂有浆料的铝箔烘干后形成锂离子电池正极片，将锂离子电池正极片剪裁成规格为30mm*250mm的矩形状，将锂离子电池正极片的敷料层30的正面粘贴到规格为30mm*250mm的3M双面胶上的一面上，再将3M双面胶的另一面粘到钢板10上；用胶辊在锂离子电池正极片上来回碾压10次后，用镊子或其他工具从锂离子电池正极片边角处将铝箔剥离20mm，将钢板固定在拉力测试仪器的第一端，将剥离后的铝箔固定在拉力测试仪器的第二端，固定好后，拉力测试仪器开始以20mm/min的速度进行剥离测试，得到平均剥离强度。

在第一实施例中，当磷酸铁锂：导电炭黑：导电石墨：聚偏氟乙烯为93.5:2:1:3.5时，平均剥离强度A1为152mN/mm；

在第二实施例中，当磷酸铁锂：导电炭黑：导电石墨：聚偏氟乙烯为94:2:1:3时，平均剥离强度A2为135mN/mm；

在第三实施例中，当磷酸铁锂：导电炭黑：导电石墨：聚偏氟乙烯为94.5：2:1:2.5时，平均剥离强度A3为120mN/mm；

在第四实施例中，当磷酸铁锂：导电炭黑：导电石墨：聚偏氟乙烯为95:2:1:2时，平均剥离强度A4为102mN/mm；

在对比例中，当磷酸铁锂：导电炭黑：导电石墨：聚偏氟乙烯为95:2:1:2时，平均剥离强度B1为67mN/mm。

锂离子电池极片粉体间的粘性以及粉体与箔材间的粘性与配方中的粘结剂聚偏氟乙烯有关，且与聚偏氟乙烯的含量成正比关系。粉体与箔材的粘结性由于箔材上没有粘结剂，理论上粉体与箔材的粘结性较粉体与粉体的粘结性偏低。从理论上讲，在以上实施例及对比例中，锂离子电池正极片的粉体粘结力大小为A1＞A2＞A3＞A4＞B1；而从测试结果可知，实际上的粉体粘结力大小为A1＞A2＞A3＞A4＞B1，该测试结果与理论分析有较好的吻合度，也说明本发明的测试方法能够较好的评估锂离子电池极片粉体之间的粘结性。

该锂离子电池剥离强度测试方法，采用两层双面胶夹住锂离子电池正极片的敷料层的方法，从敷料层的两面进行剥离，能够稳定的测得粉料之间粘结力的大小，为锂离子电池设计、分析、改善提供更全面有效的数据。

本发明是通过多种实施方式进行说明，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (6)

1.一种锂离子电池极片剥离强度的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将第一双面胶(20)的一面粘在钢板(10)上，另一面粘在锂离子电池极片的敷料层(30)的正面上；

S2：将所述锂离子电池极片的基材剥离，以露出所述敷料层(30)的反面；

S3：将宽度小于所述敷料层(30)的第二双面胶(40)粘在所述敷料层(30)的反面；S4：将所述第二双面胶(40)进行预剥处理；其中包括：

S4-1：将所述第二双面胶(40)的胶层从所述敷料层(30)上剥离20mm，以便于装夹；

S5：将预剥处理后的所述第二双面胶(40)的胶层固定在拉力测试仪器的第一端，将所述钢板(10)固定在所述拉力测试仪器的第二端；

S6：启动所述拉力测试仪器开始测试，得到平均剥离强度；其中包括：所述拉力测试仪器对所述第二双面胶(40)进行180°剥离；

其中，所述第一双面胶(20)与所述第二双面胶(40)的平板剥离测试粘性在50-200mN/mm。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池极片剥离强度的测试方法，其特征在于，在步骤S1中，所述第一双面胶(20)的长度及宽度与所述锂离子电池极片的长度及宽度一致。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池极片剥离强度的测试方法，其特征在于，在步骤S3中，还包括以下步骤：

S3-1：采用胶辊在与所述第二双面胶(40)粘贴的所述敷料层(30)上来回碾压。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池极片剥离强度的测试方法，其特征在于，在步骤S3-1中，所述胶辊重量为500-2000g。

5.根据权利要求3或4所述的锂离子电池极片剥离强度的测试方法，其特征在于，在步骤S3-1中，所述胶辊在所述敷料层(30)上来回碾压8-10次。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池极片剥离强度的测试方法，其特征在于，在步骤S6中，所述拉力测试仪器的剥离速度为10-30mm/min。

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