一種電池隔膜的熱穩(wěn)定性檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料測試領(lǐng)域，尤其設(shè)及裡離子電池隔膜的在高溫下的熱穩(wěn)定 性。 技術(shù)背景
[0002] 隨著裡離子電池技術(shù)的日益完善，電動汽車的普及也更多的進入到人們的生活 中。但是裡離子電池的安全問題依舊是人們關(guān)注的重點，尤其是在國務(wù)院頒布的《節(jié)能與新 能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》中提及的目標，至2020年動力電池模塊的能量密度 達到300Wh/kg。為了能夠更大的提升電池的能量密度，很多動力電池生產(chǎn)廠商開始逐漸從 鐵裡體系向Ξ元體系轉(zhuǎn)變。運無疑對裡離子材料提出了更高的要求W確保裡離子電池的安 全性。
[0003]針刺實驗是評測裡離子電池安全性能的重要測試之一，其中隔膜的閉孔溫度、破 膜溫度、熱穩(wěn)定性等性能尤為關(guān)鍵，關(guān)系到裡離子電池能否避免熱失控的發(fā)生。而目前對于 隔膜熱穩(wěn)定性的測試方法很少，最常見的就是將隔膜放置在一定溫度的恒溫烤箱中進行烘 烤一定的時間，測量隔膜尺寸的變化。
[0004] 但是運種測試方法不能準確的反應(yīng)出當(dāng)裡離子電池受到針刺時的熱穩(wěn)定性，因此 本發(fā)明采用一種模擬裡離子電池受到針刺時，測量隔膜的變化情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]當(dāng)裡離子電池受到針刺破壞時，針會刺穿電池的外殼、陰極、隔膜、陽極等，正負極 片接觸造成電池內(nèi)部短路，釋放出大量的熱。大量的熱會加劇電忍內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)速率，造 成電忍內(nèi)部溫度迅速升高，在高溫環(huán)境中，隔膜會發(fā)生一些物理變化。
[0006]本發(fā)明模擬電池受針刺時，測試隔膜的變化情況，進而評判隔膜在電池安全性能 中的優(yōu)劣。
[0007] -種電池隔膜的熱穩(wěn)定性檢測方法，包括W下步驟：
[000引（1)把電池隔膜平鋪到金屬導(dǎo)體板上；
[0009] (2)把直徑為0.1mm~10mm的烙鐵溫度加熱到200°CW上；
[0010] (3)使用烙鐵垂直穿透隔膜，并且保持熱烙鐵靜止時間大于Is;
[0011] (4)熱烙鐵靜止時間結(jié)束后，將烙鐵沿垂直方向移走；
[0012] (5)測量隔膜上刺穿孔的直徑大小。
[0013] 優(yōu)選地，所述步驟(1)金屬導(dǎo)體板下方放置一塊玻璃板。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟(1)金屬導(dǎo)體板為侶錐。
[001引優(yōu)選地，所述步驟(1)電池隔膜一面涂覆一層AL20淋料，并且al203涂層面朝上。
[0016] 優(yōu)選地，所述步驟(1)電池隔膜兩面都涂覆一層AL2化材料。
[0017] 優(yōu)選地，所述步驟(1)電池隔膜厚度為1~200WI1。
[001引優(yōu)選地，所述步驟(2)烙鐵直徑為0.5mm~5mm，因為此范圍的烙鐵直徑更加接近模 擬不同直徑鋼針的穿刺檢測的實際情況。優(yōu)選地，加熱到300°CW上，因為當(dāng)電池受到鋼釘 穿刺時，電池內(nèi)部溫度迅速升高，當(dāng)溫度到300°CW上時，電池內(nèi)部到熱量就會急劇增長。因 此檢測前，需將烙鐵到溫度加熱到300~600°C。
[0019] 優(yōu)選地，所述步驟(3)保持熱烙鐵靜止時間大于3s，因為大于3s熱烙鐵垂直穿透隔 膜后，才能夠讓隔膜受熱并且更加充分收縮。
[0020] 優(yōu)選地，所述步驟(3)使用二次元影像儀測量隔膜上刺穿孔的直徑大小。
[0021] 其中，本發(fā)明電池隔膜的熱穩(wěn)定性檢測方法，具體步驟如下：
[0022 ] 1、烙鐵直徑為0.5mm~5mm，可W用于模擬不同直徑鋼針的穿刺實驗；
[0023] 2、當(dāng)電池受到鋼釘穿刺時，電池內(nèi)部溫度迅速升高，當(dāng)溫度到300°CW上時，電池 內(nèi)部到熱量就會急劇增長。因此實驗前，需將烙鐵到溫度加熱到300~600°C。
[0024] 3、為了模擬隔膜在電池中的實際使用情況，測試過程中，需要把隔膜平鋪在一個 良好到金屬導(dǎo)體上。
[0025] 4、當(dāng)熱烙鐵垂直穿透隔膜后，為了能夠讓隔膜受熱充分收縮，應(yīng)保持熱烙鐵靜止 時間>3s。
[0026] 5、熱烙鐵靜止時間結(jié)束后，將烙鐵沿垂直方向移走，測量隔膜上刺穿孔的直徑大 小?？椎闹睆皆酱螅f明隔膜在電池受到針刺破壞時，正負極片接觸面積越大，電池引發(fā)熱 失控的可能性越大，安全性能越差。
[0027]采用本發(fā)明的測試方法，有W下幾方面的優(yōu)點：
[0028] 1、該方法所需設(shè)備簡單，能夠方便快捷的進行隔膜熱穩(wěn)定性能的評測。
[0029] 2、模擬隔膜在裡離子電池穿刺實驗中的熱穩(wěn)定性，測試數(shù)據(jù)更有針對性，在裡離 子電池設(shè)計時能夠提供準確的數(shù)據(jù)進行隔膜的篩選。
【附圖說明】
[0030] 圖1本發(fā)明熱烙檢測原理示意圖；
[0031] 其中，1、烙鐵;2、電池隔膜;3、金屬導(dǎo)體板;4、玻璃板。
【具體實施方式】
[0032] 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本
【發(fā)明內(nèi)容】
，下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明做 出說明。實施例1:
[003引1、取12皿厚的PP材質(zhì)隔膜，在其中一面涂覆4皿厚的AL2化材料。然后將該隔膜標識 為樣品A，并裁切成5個100巧0mm大小的樣品，分別標識為A1、A2、A3、A4、A5;
[0034] 2、將20皿厚的侶錐3平鋪在光滑的玻璃板1上，然后將隔膜2平鋪在侶錐3上，AL2化 涂層面朝上，并用壓塊將隔膜兩端壓住，防止隔膜在測試過程中滑動；
[0035] 3、將Φ為1.0mm的烙鐵1表面溫度加熱至400°C，并保持lOmin;
[0036] 4、將烙鐵1垂直刺向隔膜樣品2中間位置，靜止不動，5s后將烙鐵沿垂直隔膜方向 移走；
[0037] 5、使用二次元影像儀測量隔膜上被烙鐵燙穿孔的直徑，并記錄在表1中。
[0038] 表1樣品A熱烙實驗測試結(jié)果
[0039]
[0040] 實施例2:
[0041 ]取實施例1中12皿厚同規(guī)格的PP材質(zhì)基膜，在其雙面各涂覆2皿厚的AL203材料。然 后將該隔膜標識為樣品B，并裁切成5個100巧0mm大小的樣品，分別標識為B1、B2、B3、B4、B5;
[0042] 按照實施例1中的測試方法分別將樣品B進行熱烙實驗，并記錄在表2中。
[0043] 表2樣品B熱烙實驗測試結(jié)果
[0044]
[0045] 對比例1:
[0046] 1、將實施例1樣品A和實施例2樣品B分別裁切成65mm的寬度；
[0047] 2、分別使用樣品A和樣品B，與鉆酸裡體系，型號為074570P-3200mAh的正負極片卷 繞成卷忍；
[004引3、將兩種卷忍分別經(jīng)過熱壓、測短路、頂側(cè)封、烘烤、注液、一封、化成、二封、老化、 分容等工序，制成合格的電忍，分別和隔膜一一對應(yīng)，將電忍標識為電忍A和電忍B;
[0049] 4、隨機從兩組電忍里分別抽取3只，分別標識為A1、A2、A3和81、82、83，進行針刺實 驗測試。穿刺針直徑5.0mm，穿刺速度40mm/s，并將測試結(jié)果記錄在表3中；
[0050] 表3電忍針刺實驗結(jié)果
[0化1 ]
[0052]從對比例當(dāng)中可W看到，使用樣品A的電忍安全性能更優(yōu)，可見，針刺實驗結(jié)果與 熱烙實驗結(jié)果一致。
[0053]W上是對本發(fā)明測試方法進行的闡述，用于幫助理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實施方 式并不受上述實施例的限制，任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡 化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種電池隔膜的熱穩(wěn)定性檢測方法，包括以下步驟： (1) 把電池隔膜平鋪到金屬導(dǎo)體板上； (2) 把直徑為0.1mm~10mm的烙鐵溫度加熱到200°C以上； (3) 使用烙鐵垂直穿透隔膜，并且保持熱烙鐵靜止時間>ls; (4) 熱烙鐵靜止時間結(jié)束后，將烙鐵沿垂直方向移走； (5) 測量隔膜上刺穿孔的直徑大小。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述檢測方法，其特征在于，所述步驟（1)金屬導(dǎo)體板下方放置一塊 玻璃板。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述檢測方法，其特征在于，所述步驟(1)金屬導(dǎo)體板為鋁箱。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述檢測方法，其特征在于，所述步驟（1)電池隔膜一面涂覆一層 AL2〇3材料，并且AL2〇3涂層面朝上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述檢測方法，其特征在于，所述步驟（1)電池隔膜兩面涂覆一層 AL2O3材料。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述檢測方法，其特征在于，所述步驟(1)電池隔膜厚度為1~200μπι。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述檢測方法，其特征在于，所述步驟(2)烙鐵直徑為0.5mm~5mm。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述檢測方法，其特征在于，所述步驟(2)烙鐵溫度加熱到300~600 〇C。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述檢測方法，其特征在于，所述步驟(3)保持熱烙鐵靜止時間>3s。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述檢測方法，其特征在于，所述步驟(3)使用二次元影像儀測量隔 膜上刺穿孔的直徑大小。
【專利摘要】針刺實驗是評測鋰離子電池安全性能的重要測試之一，其中隔膜的閉孔溫度、破膜溫度、熱穩(wěn)定性等性能尤為關(guān)鍵，關(guān)系到鋰離子電池能否避免熱失控的發(fā)生。而目前對于隔膜熱穩(wěn)定性的測試方法很少，最常見的就是將隔膜放置在一定溫度的恒溫烤箱中進行烘烤一定的時間，測量隔膜尺寸的變化。但是這種測試方法不能準確的反應(yīng)出當(dāng)鋰離子電池受到針刺時的熱穩(wěn)定性，因此本發(fā)明采用一種模擬鋰離子電池受到針刺時，測量隔膜的變化情況。
【IPC分類】G01N25/00
【公開號】CN105445313
【申請?zhí)枴緾N201510856173
【發(fā)明人】李世隆, 秦銀銀, 許建光, 陳良
【申請人】深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月30日