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陶瓷隔膜水分含量檢測(cè)儀進(jìn)駐東莞新能源市場(chǎng)
閱讀：1221 發(fā)布時(shí)間：2018-3-7摘要：受三星手機(jī)爆炸的影響,，電池行業(yè)越來越重視電池材料的水分問題，尤其是電池隔膜方面,，廠家對(duì)隔膜的質(zhì)量要求越來越高,，而行業(yè)內(nèi)常用的是涂過陶瓷粉末的隔膜，由于隔膜和陶瓷的一些特性,，隔膜的密度很小,，給水分檢測(cè)在成一定的難度，很多廠家都沒有很好的辦法來準(zhǔn)確檢測(cè)出隔膜的水分含量,。本文在后面將介紹一種行業(yè)內(nèi)常用的電池隔膜水分檢測(cè)儀,。
電池隔膜zui主要的功能是分隔電池中的正負(fù)極板，防止正負(fù)極板直接接觸產(chǎn)生短路,，同時(shí),，由于隔膜中具有大量貫通的微孔，電池中的正負(fù)離子可以在微孔中自由通過,，在正負(fù)極板之間遷移形成電池內(nèi)部導(dǎo)電回路,，而電子則通過外部回路在正負(fù)電極之間遷移形成電流，供用電設(shè)備利用,。
一,、對(duì)于鋰離子電池用隔膜，基本性能參數(shù)如下：
1,、厚度
對(duì)于消耗型鋰離子電池（手機(jī),、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)中使用的電池）,，25微米的隔膜逐漸成為標(biāo)準(zhǔn),。然而，由于人們對(duì)便攜式產(chǎn)品的使用的日益增長(zhǎng),，更薄的隔膜,，比如說20微米、18微米、16微米,、甚至更薄的隔膜開始大范圍的應(yīng)用,。對(duì)于動(dòng)力電池來說，由于裝配過程的機(jī)械要求,，往往需要更厚的隔膜,，當(dāng)然對(duì)于動(dòng)力用大電池，安全性也是非常重要的,，而厚一些的隔膜往往同時(shí)意味著更好的安全性,。
2、透氣率
從學(xué)術(shù)角度來說,，隔膜在電池中是惰性的,，即隔膜不是電池的必要組成部分，而僅僅是電池工業(yè)化生產(chǎn)的要求,。隔膜的存在首先要滿足它不能惡化電池的電化學(xué)性能,，主要表現(xiàn)在內(nèi)阻上。含電解液的隔膜的電阻率和電解液本身的電阻率之間的比值稱為MacMullin數(shù),。一般來說,，消耗型鋰離子電池的這個(gè)數(shù)值為接近8，當(dāng)然這個(gè)數(shù)值越小越好,。通常來說,，鋰離子電池隔膜中會(huì)有一個(gè)透氣率的參數(shù)，或者叫Gurley數(shù),。這個(gè)數(shù)是這么定義的,，即一定體積的氣體，在一定壓力條件下通過一定面積的隔膜所需要的時(shí)間,，氣體的體積量一般為50cc,，有些公司也會(huì)標(biāo)100cc，zui后的結(jié)果會(huì)差兩倍,。面積應(yīng)該是1平方英寸,，壓力差記不太清楚了,。這個(gè)數(shù)值從一定意義上來講,，和用此隔膜裝配的電池的內(nèi)阻成正比，即該數(shù)值越大,，則內(nèi)阻越大,。然而，對(duì)于不同的隔膜,，該數(shù)字的直接比較沒有任何意義,。因?yàn)殇囯x子電池中的內(nèi)阻和離子傳導(dǎo)有關(guān)，而透氣率和氣體傳到有關(guān)，兩種機(jī)理是不一樣的,。換句話說,，單純比較兩種不同隔膜的Gurley數(shù)是沒有意義的，因?yàn)榭赡軆煞N隔膜的微觀結(jié)構(gòu)*不一樣,；但同一種隔膜的Gurley數(shù)的大小能很好的反應(yīng)出內(nèi)阻的大小,，因?yàn)橥环N隔膜相對(duì)來說微觀結(jié)構(gòu)是一樣的或可比較的。
3,、浸潤(rùn)度
為了保證電池的內(nèi)阻不是太大,，要求隔膜是能夠被電池所用電解液*浸潤(rùn)。這方面沒有一個(gè)*的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),。大致可以通過以下試驗(yàn)來判斷：取典型電解液（如EC：DMC=1:1,，1M LiPF6），滴在隔膜表面,，看是否液滴會(huì)迅速消失被隔膜吸收,，如果是則說明浸潤(rùn)性基本滿足要求。更準(zhǔn)確的測(cè)試可以用超高時(shí)間分辨的攝像機(jī)記錄從液滴接觸隔膜到液滴消失的過程,，計(jì)算時(shí)間,，通過時(shí)間的長(zhǎng)短來比較兩種隔膜的浸潤(rùn)度。浸潤(rùn)度一方面?zhèn)€隔膜材料本身相關(guān),，另一方面?zhèn)€隔膜的表面及內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān),。
4、化學(xué)穩(wěn)定性
換句話說就是要求隔膜在電化學(xué)反應(yīng)中是惰性的,。經(jīng)過若干年的工業(yè)化檢驗(yàn),，一般認(rèn)為目前隔膜用材料PE或PP是滿足化學(xué)惰性要求的。
5,、孔徑
一般來說,，隔膜為了阻止電極顆粒的直接接觸，很重要的一點(diǎn)就是防止電極顆粒直接通過隔膜,。目前所使用的電極顆粒一般在10微米的量級(jí),，而所使用的導(dǎo)電添加劑則在10納米的量級(jí)，不過很幸運(yùn)的是一般碳黑顆粒傾向于團(tuán)聚形成大顆粒,。一般來說,，亞微米孔徑的隔膜足以阻止電極顆粒的直接通過，當(dāng)然也不排除有些電極表面處理不好,，粉塵較多導(dǎo)致的一些諸如微短路等情況,。
6、穿刺強(qiáng)度
這個(gè)參數(shù)實(shí)際上是由于電極表面不夠平整,，以及裝配過程中工藝水平有限而提出的一個(gè)要求,，因此要求隔膜有相當(dāng)?shù)拇┐虖?qiáng)度,。穿刺強(qiáng)度的測(cè)試有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可遵循，大致是在一定的速度（每分鐘3-5米）下,，讓一個(gè)沒有銳邊緣的直徑為1mm的針刺向環(huán)狀固定的隔膜,，為穿透隔膜所施加在針上的zui大力就稱為穿刺強(qiáng)度。同樣的,，由于測(cè)試的時(shí)候所用的方法和實(shí)際電池中的情況有很大的差別,，直接比較兩種隔膜的穿刺強(qiáng)度不是特別合理，但在微結(jié)構(gòu)一定的情況下,，相對(duì)來說穿刺強(qiáng)度高的,，其裝配不良率低。但單純追求高穿刺強(qiáng)度,，必然導(dǎo)致隔膜的其他性能下降,。
7、熱穩(wěn)定性
隔膜需要在電池使用的溫度范圍內(nèi)（-20C~60C）保持熱穩(wěn)定,。一般來說目前隔膜使用的PE或PP材料均可以滿足上述要求,。
當(dāng)然還有一個(gè)就是由于電解液對(duì)水份敏感，大多數(shù)廠家會(huì)在注液前進(jìn)行80C左右的烘烤,，這對(duì)PP/PE隔膜也不會(huì)存在太大的問題 ,。
8、熱關(guān)閉溫度
內(nèi)容由于安全性問題比較嚴(yán)重,，目前鋰離子電池用隔膜一般都能夠提供一個(gè)附加的功能,，就是熱關(guān)閉。一般我們將原理電池（兩平面電極中間夾一隔膜,，使用通用鋰離子電池用電解液）加熱,，當(dāng)內(nèi)阻提高三個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)的溫度稱為熱關(guān)閉溫度。這一特性可以為鋰離子電池提供一個(gè)額外的安全保護(hù),。實(shí)際上關(guān)閉溫度和材料本身的熔點(diǎn)密切相關(guān),，如PE為135C附近。當(dāng)然不同的微結(jié)構(gòu)對(duì)熱關(guān)閉溫度有一定的影響,。但對(duì)于小電池,，熱關(guān)閉機(jī)制所起的作用很有限。
9,、孔隙率
目前,，鋰離子電池用隔膜的孔隙率為40%左右?？紫堵实拇笮『蛢?nèi)阻有一定的關(guān)系,，但不同種隔膜之間的空隙率的值無法直接比較,。
二,、電池隔膜水分檢測(cè)儀特點(diǎn)
A,、工作原理
采用干燥失重法原理，通過加熱系統(tǒng)快速加熱樣品,，使樣品的水分能夠在zui短時(shí)間之內(nèi)*蒸發(fā),，從而能在很短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出樣品的含水率。檢測(cè)一般樣品通常只需3分鐘左右,。冠亞水分儀采用的原理與國家標(biāo)準(zhǔn)烘箱法相同,，檢測(cè)結(jié)果具有可替代性，儀器采用一鍵式操作,，不僅操作簡(jiǎn)單而且也避免了人為因素對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的誤差,。
B、儀器特點(diǎn)
檢測(cè)速度快,，只需幾分鐘,，創(chuàng)行業(yè)之zui；
采用一代傳感技術(shù),快速,、簡(jiǎn)便,一鍵式操作;
操作簡(jiǎn)單,，全自動(dòng)操作模式，無可動(dòng)部件,；
關(guān)鍵零部件均采用純進(jìn)口材料,，以保證產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性；
零易損件,，樣品盤采用耐酸耐堿耐變形的純不銹鋼材料,，無易耗品，樣品盤克循環(huán)利用,；
采用特質(zhì)的環(huán)形鹵素光源,，加熱均勻，加熱器更耐用,；
可以定制增加測(cè)試空間,，防止隔膜因加熱膨脹而影響到測(cè)試結(jié)果，從而能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出隔膜的水分含量
C,、技術(shù)參數(shù)
1,、稱重范圍：0-90g
可調(diào)試測(cè)試空間為3cm
2、水分測(cè)定范圍：0.01-100%
3,、樣品質(zhì)量：0.100-90g
4,、加熱溫度范圍：起始-205℃
加熱方式：可變混合式加熱
微調(diào)自動(dòng)補(bǔ)償溫度zui高15℃
5、水分含量可讀性：0.01%
6,、顯示參數(shù)：7種
紅色數(shù)碼管獨(dú)立顯示模式
7,、外型尺寸：380×205×325(mm)
8、電源：220V±10%
9,、頻率：50Hz±1Hz
10,、凈重：3.7Kg