一种电池隔膜的热稳定性检测方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201510856173.8 | 申请日 | 2015-11-30 | 公开(公告)号 | CN105445313A | 公开(公告)日 | 2016-03-30 |
| 申请人 | 深圳市星源材质科技股份有限公司; | 发明人 | 李世隆; 秦银银; 许建光; 陈良; | ||||
| 摘要 | 针刺实验是评测 锂离子 电池 安全性能的重要测试之一，其中隔膜的闭孔 温度 、破膜温度、热 稳定性 等性能尤为关键，关系到 锂离子电池 能否避免热失控的发生。而目前对于隔膜 热稳定性 的测试方法很少，最常见的就是将隔膜放置在一定温度的恒温 烤箱 中进行 烘烤 一定的时间，测量隔膜尺寸的变化。但是这种测试方法不能准确的反应出当锂离子电池受到针刺时的热稳定性，因此本 发明 采用一种模拟锂离子电池受到针刺时，测量隔膜的变化情况。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电池隔膜的热稳定性检测方法，包括以下步骤： |
||||||
| 说明书全文 | 一种电池隔膜的热稳定性检测方法技术领域[0002] 随着锂离子电池技术的日益完善，电动汽车的普及也更多的进入到人们的生活中。但是锂离子电池的安全问题依旧是人们关注的重点，尤其是在国务院颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》中提及的目标，至2020年动力电池模块的能量密度达到300Wh/kg。为了能够更大的提升电池的能量密度，很多动力电池生产厂商开始逐渐从铁锂体系向三元体系转变。这无疑对锂离子材料提出了更高的要求以确保锂离子电池的安全性。 [0003] 针刺实验是评测锂离子电池安全性能的重要测试之一，其中隔膜的闭孔温度、破膜温度、热稳定性等性能尤为关键，关系到锂离子电池能否避免热失控的发生。而目前对于隔膜热稳定性的测试方法很少，最常见的就是将隔膜放置在一定温度的恒温烤箱中进行烘烤一定的时间，测量隔膜尺寸的变化。 [0004] 但是这种测试方法不能准确的反应出当锂离子电池受到针刺时的热稳定性，因此本发明采用一种模拟锂离子电池受到针刺时，测量隔膜的变化情况。 发明内容[0005] 当锂离子电池受到针刺破坏时，针会刺穿电池的外壳、阴极、隔膜、阳极等，正负极片接触造成电池内部短路，释放出大量的热。大量的热会加剧电芯内部的化学反应速率，造成电芯内部温度迅速升高，在高温环境中，隔膜会发生一些物理变化。 [0006] 本发明模拟电池受针刺时，测试隔膜的变化情况，进而评判隔膜在电池安全性能中的优劣。 [0007] 一种电池隔膜的热稳定性检测方法，包括以下步骤： [0008] (1)把电池隔膜平铺到金属导体板上； [0009] (2)把直径为0.1mm～10mm的烙铁温度加热到200℃以上； [0010] (3)使用烙铁垂直穿透隔膜，并且保持热烙铁静止时间大于1s； [0011] (4)热烙铁静止时间结束后，将烙铁沿垂直方向移走； [0012] (5)测量隔膜上刺穿孔的直径大小。 [0013] 优选地，所述步骤(1)金属导体板下方放置一块玻璃板。 [0015] 优选地，所述步骤(1)电池隔膜一面涂覆一层AL2O3材料，并且AL2O3涂层面朝上。 [0016] 优选地，所述步骤(1)电池隔膜两面都涂覆一层AL2O3材料。 [0017] 优选地，所述步骤(1)电池隔膜厚度为1～200μm。 [0018] 优选地，所述步骤(2)烙铁直径为0.5mm～5mm，因为此范围的烙铁直径更加接近模拟不同直径钢针的穿刺检测的实际情况。优选地，加热到300℃以上，因为当电池受到钢钉穿刺时，电池内部温度迅速升高，当温度到300℃以上时，电池内部到热量就会急剧增长。因此检测前，需将烙铁到温度加热到300～600℃。 [0019] 优选地，所述步骤(3)保持热烙铁静止时间大于3s，因为大于3s热烙铁垂直穿透隔膜后，才能够让隔膜受热并且更加充分收缩。 [0020] 优选地，所述步骤(3)使用二次元影像仪测量隔膜上刺穿孔的直径大小。 [0021] 其中，本发明电池隔膜的热稳定性检测方法，具体步骤如下： [0022] 1、烙铁直径为0.5mm～5mm，可以用于模拟不同直径钢针的穿刺实验； [0023] 2、当电池受到钢钉穿刺时，电池内部温度迅速升高，当温度到300℃以上时，电池内部到热量就会急剧增长。因此实验前，需将烙铁到温度加热到300～600℃。 [0024] 3、为了模拟隔膜在电池中的实际使用情况，测试过程中，需要把隔膜平铺在一个良好到金属导体上。 [0025] 4、当热烙铁垂直穿透隔膜后，为了能够让隔膜受热充分收缩，应保持热烙铁静止时间＞3s。 [0026] 5、热烙铁静止时间结束后，将烙铁沿垂直方向移走，测量隔膜上刺穿孔的直径大小。孔的直径越大，说明隔膜在电池受到针刺破坏时，正负极片接触面积越大，电池引发热失控的可能性越大，安全性能越差。 [0027] 采用本发明的测试方法，有以下几方面的优点： [0028] 1、该方法所需设备简单，能够方便快捷的进行隔膜热稳定性能的评测。 [0030] 图1本发明热烙检测原理示意图； [0031] 其中，1、烙铁；2、电池隔膜；3、金属导体板；4、玻璃板。 具体实施方式[0032] 为使本领域技术人员更好地理解本发明内容，下面结合具体实施方式对本发明做出说明。实施例1： [0033] 1、取12μm厚的PP材质隔膜，在其中一面涂覆4μm厚的AL2O3材料。然后将该隔膜标识为样品A，并裁切成5个100*50mm大小的样品，分别标识为A1、A2、A3、A4、A5； [0034] 2、将20μm厚的铝箔3平铺在光滑的玻璃板1上，然后将隔膜2平铺在铝箔3上，AL2O3涂层面朝上，并用压块将隔膜两端压住，防止隔膜在测试过程中滑动； [0035] 3、将φ为1.0mm的烙铁1表面温度加热至400℃，并保持10min； [0036] 4、将烙铁1垂直刺向隔膜样品2中间位置，静止不动，5s后将烙铁沿垂直隔膜方向移走； [0037] 5、使用二次元影像仪测量隔膜上被烙铁烫穿孔的直径，并记录在表1中。 [0038] 表1样品A热烙实验测试结果 [0039] [0040] 实施例2： [0041] 取实施例1中12μm厚同规格的PP材质基膜，在其双面各涂覆2μm厚的AL2O3材料。然后将该隔膜标识为样品B，并裁切成5个100*50mm大小的样品，分别标识为B1、B2、B3、B4、B5； [0042] 按照实施例1中的测试方法分别将样品B进行热烙实验，并记录在表2中。 [0043] 表2样品B热烙实验测试结果 [0044] [0045] 对比例1： [0046] 1、将实施例1样品A和实施例2样品B分别裁切成65mm的宽度； [0047] 2、分别使用样品A和样品B，与钴酸锂体系，型号为074570P-3200mAh的正负极片卷绕成卷芯； [0049] 4、随机从两组电芯里分别抽取3只，分别标识为A1、A2、A3和B1、B2、B3，进行针刺实验测试。穿刺针直径5.0mm，穿刺速度40mm/s，并将测试结果记录在表3中； [0050] 表3电芯针刺实验结果 [0051] [0052] 从对比例当中可以看到，使用样品A的电芯安全性能更优，可见，针刺实验结果与热烙实验结果一致。 [0053] 以上是对本发明测试方法进行的阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈