CN111426629A - 一种锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法,其特征在于:包括如下步骤:将箔材制成无盖的箔盒;将箔盒置于与箔盒形状相适应的箔盒工装中,保证箔盒的平整;向箔盒中倒入粘结剂,静置干燥,使箔盒内腔形成粘结剂胶膜;将带有粘结剂胶膜的箔盒从箔盒工装中取出,裁切成多个样条;将样条的箔材层与粘结剂胶膜层剥离开一段;对样条进行T型剥离实验,得到箔材与粘结剂之间的剥离力。本发明所述的锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法便捷,高效,操作方便,可以直接通过定量测试剥离力来评测粘结剂对箔材的粘结情况,快速准确的评价箔材与粘结剂之间的粘结强度,降低研发与评估费用,缩短评估周期,有效降低研发成本。
Description
技术领域
本发明属于锂电池技术领域,尤其是涉及一种锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法和装置。
背景技术
锂离子电池的使用寿命长,工作电压高,能量密度大,安全性能好被广泛应用于社会各个领域。目前,锂离子电池研究者们对电池材料的研究主要集中在四大主材(正极材料、负极材料、隔膜和电解液),而对电池中的辅助材料(如导电剂、粘结剂、分散剂等)的研究较少。粘结剂是锂离子电池正负极的重要组成部分。在电极中,粘结剂是用来将电极活性物质粘附在集流体上的高分子化合物。它的主要作用是粘结活性物质,增强电极活性材料与导电剂以及活性材料与集流体之间的电子接触,更好地稳定极片的结构。如果能在电池开发初期对粘结剂与箔材之间粘结情况进行定量分析,将有助于电池配方的设计,提高电池电学性能,指导产品开发,因此,研究粘结剂对箔材的粘结程度是十分重要的,如何简单、快速的测试出粘结剂与箔材之间粘结力是急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,为了解决上述问题,本发明提出了一种锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法和装置,该测试方法便捷,测试装置简单,通过测得的剥离力的大小来研究粘结剂对箔材的粘结效果,实现电池开发初期对粘结剂与箔材之间粘结情况的定量分析,对产品开发、电池配方设计有指导作用。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法,包括如下步骤:
(1)将箔材制成无盖的箔盒;
(2)将箔盒置于与箔盒形状相适应的箔盒工装中,保证箔盒的平整;
(3)向箔盒中倒入粘结剂,静置干燥,使箔盒内腔形成粘结剂胶膜;
(4)将带有粘结剂胶膜的箔盒从箔盒工装中取出,裁切成多个样条;
(5)将样条的箔材层与粘结剂胶膜层剥离开一段;
(6)对步骤(5)得到的样条进行T型剥离实验,得到箔材与粘结剂之间的剥离力。
进一步的,所述箔盒为由手工叠制成的无盖盒体。
进一步的,所述箔盒为10cm×10cm的正方形无盖盒体,其内腔深度为1cm~5cm。
进一步的,所述步骤(2)中,在将箔盒置于工装中时,用酒精润湿所述箔盒与所述箔盒工装的接触面。
进一步的,所述步骤(3)中,粘结剂胶膜的厚度为0.01cm~0.5cm。
进一步的,所述步骤(4)中,每个样条的长度为10cm,宽度为15mm。
进一步的,所述步骤(5)中,在每个样条的箔材一面和粘结剂胶膜一面贴合一层胶带,在胶带的辅助下,将样条的箔材层与粘结剂胶膜层剥离2~3cm。
进一步的,所述粘结剂为CMC、PTFE、SBR、阿拉伯胶、PVDF、PVA、PAA粘结剂中的一种或多种;所述箔材为铝箔或铜箔。
本发明所述的测试方法,通过将待测的粘结剂倒入到箔盒中,在箔盒中形成一层粘结剂胶膜,粘结剂胶膜与箔材制成的箔盒粘结在一起后,裁切成多个样条,对样条的箔材层和粘结剂胶膜层进行剥离实验,从而获得二者之间的剥离力。
本发明还提供了一种锂电粘结剂与箔材剥离力的测试装置,该测试装置包括依次设置的箔盒工装、裁切装置及剥离力测试装置;所述箔盒工装为顶部敞口,内部中空的横截面为正方形的盒体结构。
进一步的,所述裁切装置为气动切刀;所述剥离力测试装置为万能测试机。
相对于现有技术,本发明所述的锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法和装置具有以下优势:测试方法便捷,高效,测试装置简单,操作方便,可以直接通过定量测试剥离力来评测粘结剂对箔材的粘结情况,快速准确的评价箔材与粘结剂之间的粘结强度,降低研发与评估费用,缩短评估周期,有效降低研发成本,有力地提高了产品市场竞争力,可广泛地在生产中应用,具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本发明实施例所述的箔盒工装的结构示意图;
图2为本发明实施例1所述的样条的铜箔层与粘结剂胶膜层剥离时的结构示意图。
具体实施方式
除有定义外,以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂,如无特殊说明,均为常规生化试剂;所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。
下面结合实施例及附图来详细说明本发明。
以下实施例中:
1.测试环境:温度23±5℃,湿度≤30%RH;
2.测试装置:箔盒工装、裁切装置及剥离力测试装置;其中,1)如图1所示,箔盒工装为顶部敞口,内部中空的横截面为正方形的盒体结构;2)裁切装置为气动切刀;3)剥离力测试装置为万能测试机,万能测试机测试剥离力的测试条件设置为:选择“T型剥离测试模式”,设定测试仪两个夹头之间的初始距离为30mm,拉伸速度为400mm/min,夹头位移为50-80mm,测试过程中注意样条加持上夹具和下夹具与样条的垂直性,不允许样条倾斜,当输出剥离数值稳定即可停止测试。
3.测试用粘结剂的干粉料重量均为4g。
实施例1
采用所述锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法测试SBR粘结剂与铜箔的剥离力,包括如下步骤:
(1)将平整,无褶皱的铜箔手工叠制成10cm×10cm的正方形无盖箔盒,箔盒内腔深度为1cm;
(2)将箔盒置于与箔盒形状相适应的,内腔为10cm×10cm的聚四氟乙烯材质的箔盒工装中,用酒精润湿箔盒与箔盒工装的接触面,以保证箔盒的平整;
(3)向箔盒中倒入SBR粘结剂溶液,若粘结剂粘度过大,可加入适量去离子水稀释,并搅拌均匀,静置干燥,使箔盒内腔形成粘结剂胶膜,粘结剂胶膜的厚度为0.1cm;
(4)将带有粘结剂胶膜的箔盒从箔盒工装中取出,用气动切刀裁切成长度为10cm,宽度为15mm的5个样条;
(5)在每个样条的铜箔一面和粘结剂胶膜一面各贴合一层胶带,在胶带的辅助下,将样条的铜箔层1与粘结剂胶膜层2剥离2~3cm,剥离后的样条如图2所示;
(6)对步骤(5)得到的样条进行T型剥离实验,每个样品测试5个样条(样条间剥离力误差不超过10%),测试得出剥离力取平均值为:2.7291N。
实施例2
采用所述锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法测试PAA粘结剂与铜箔的剥离力,包括如下步骤:
(1)将平整,无褶皱的铜箔手工叠制成10cm×10cm的正方形无盖箔盒,箔盒内腔深度为1cm;
(2)将箔盒置于与箔盒形状相适应的,内腔为10cm×10cm的聚四氟乙烯材质的箔盒工装中,用酒精润湿箔盒与箔盒工装的接触面,以保证箔盒的平整;
(3)向箔盒中倒入PAA粘结剂溶液,若粘结剂粘度过大,可加入适量去离子水稀释,并搅拌均匀,静置干燥,使箔盒内腔形成粘结剂胶膜,粘结剂胶膜的厚度为0.1cm;
(4)将带有粘结剂胶膜的箔盒从箔盒工装中取出,用气动切刀裁切成长度为10cm,宽度为15mm的5个样条;
(5)在每个样条的铜箔一面和粘结剂胶膜一面各贴合一层胶带,在胶带的辅助下,将样条的铜箔层与粘结剂胶膜层剥离2~3cm;
(6)对步骤(5)得到的样条进行T型剥离实验,每个样品测试5个样条(样条间剥离力误差不超过10%),测试得出剥离力取平均值为:3.7451N。
另,铝箔的测试过程与上述铜箔相同,只是将铜箔制成的箔盒换成铝箔制成的箔盒。
由实施例可知采用本发明所述测试方法和装置,可快速得到粘结剂与箔材之间的剥离力,操作简单高效,可直接通过得到的剥离力来评测粘结剂对箔材的粘结情况,快速准确的评价箔材与粘结剂之间的粘结强度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)将箔材制成无盖的箔盒;
(2)将箔盒置于与箔盒形状相适应的箔盒工装中,保证箔盒的平整;
(3)向箔盒中倒入粘结剂,静置干燥,使箔盒内腔形成粘结剂胶膜;
(4)将带有粘结剂胶膜的箔盒从箔盒工装中取出,裁切成多个样条;
(5)将样条的箔材层与粘结剂胶膜层剥离开一段;
(6)对步骤(5)得到的样条进行T型剥离实验,得到箔材与粘结剂之间的剥离力。
2.根据权利要求1所述的锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法,其特征在于:所述箔盒为由手工叠制成的无盖盒体。
3.根据权利要求1所述的锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法,其特征在于:所述箔盒为10cm×10cm的正方形无盖盒体,其内腔深度为1cm~5cm。
4.根据权利要求1所述的锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法,其特征在于:所述步骤(2)中,在将箔盒置于工装中时,用酒精润湿所述箔盒与所述箔盒工装的接触面。
5.根据权利要求1所述的锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法,其特征在于:所述步骤(3)中,粘结剂胶膜的厚度为0.01cm~0.5cm。
6.根据权利要求3所述的锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法,其特征在于:所述步骤(4)中,每个样条的长度为10cm,宽度为15mm。
7.根据权利要求1所述的锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法,其特征在于:所述步骤(5)中,在每个样条的箔材一面和粘结剂胶膜一面贴合一层胶带,在胶带的辅助下,将样条的箔材层与粘结剂胶膜层剥离2~3cm。
8.权利要求1所述的锂电粘结剂与箔材剥离力的测试方法,其特征在于:所述粘结剂为CMC、PTFE、SBR、阿拉伯胶、PVDF、PVA、PAA粘结剂中的一种或多种;所述箔材为铝箔或铜箔。
9.一种锂电粘结剂与箔材剥离力的测试装置,其特征在于:所述测试装置包括依次设置的箔盒工装、裁切装置及剥离力测试装置;所述箔盒工装为顶部敞口,内部中空的横截面为正方形的盒体结构。
10.根据权利要求9所述的锂电粘结剂与箔材剥离力的测试装置,其特征在于:所述裁切装置为气动切刀;所述剥离力测试装置为万能测试机。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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