慧眼識“材”——鋰電池材料測試技術梳理（2）

更新時間：2023-04-21

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如今，鋰電池市場日益繁榮，動力儲能需求快速增長，電池輕薄化趨勢普遍，高能量密度設計及產業化成為必然趨勢。其中材料輕薄化，如：更薄的電池隔膜、集流體（銅箔和鋁箔）、鋁塑復合膜、極耳和透明膠紙等，是實現電池輕量化的重要途徑之一。

上期鋰電池材料測試技術梳理分享了隔膜的相關試驗，本文將為大家介紹——集流體和鋁塑復合膜的試驗內容及 Instron 環境測試優勢。

集流體

銅箔和鋁箔用于鋰電池的集流體，在電池制造中需要具有一定的柔韌性，以保證極片在卷繞時不發生脆斷等問題。通過拉伸測試獲取抗拉強度和斷裂伸長率等力學性能，以確保電池的安全性和壽命。

對于銅箔測試，需注意可參考 GB/T 29847 用單位面積質量表征材料實際厚度或直接采用材料的測量厚度兩種方式進行強度測定。

對于鋁箔測試，可參考 GB/T 16865 或根據研發需求自定義位移速率。

鋁塑復合膜

聚合物鋰電池軟包裝膜可根據需求設計成不同的尺寸，這對鋁塑復合膜提出了較高的沖深性能要求，以滿足電池廠家對不同型號的電池的使用需求。同時，從安全角度考慮，鋁塑膜的柔韌性、機械強度、熱封性能和耐電解液性能等也至關重要。團體標準 T/CIAPS0005 對鋁塑膜提出了相關性能指標和測試要求。

拉伸試驗

拉伸強度和斷裂伸長率作為膜材力學性能的重要指標，其結果的差異對鋰電池制造過程中的沖壓、折邊等工藝的影響較大。

剝離試驗

剝離力反映了界面粘接強度，其大小對材料之間是否出現分層有直接影響。

熱封試驗

熱封強度可直接反映封口的密封性和抵抗封袋內部壓力對封口破壞的能力，該項指標隨熱封條件的不同而結果差異較大。

穿刺試驗

穿刺強度反映了鋁塑膜內層抵抗刺穿的能力，電池制備過程抽真空時，電芯中存在的毛刺對內層有刺穿的行為，因而檢測鋁塑膜的穿刺強度很有必要。

摩擦試驗

增加沖深的正面效果是同等條件下能提高電池能量密度的最快方式。在同等條件下鋁塑膜要提高沖深性能，必須解決材料的爽滑性問題，也就是較低摩擦系數，從而降低在極限沖深時的破殼率。

環境測試

除了常溫測試，還應當考慮不同溫度下的力學性能，以及更精確的材料性能測試。通常來說，需要將原材料試樣放入環境箱，研究高溫或低溫條件下的力學性能變化。

Instron 3119 系列環境箱可提供-150℃~600℃的溫度范圍，滿足一系列的溫度測試需求。

對于箔材/薄膜試樣應變測量，常規的夾持式引伸計因本身自重或夾持力問題導致提前破壞或影響試驗結果而變得不適用。

Instron 非接觸式視頻引伸計 AVE2 不會對試樣產生任何影響，可提高測試結果的一致性和可重復性。同時，也可與環境箱配合使用，準確測量高低溫條件下的應變數據。

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