| 摘要 | 本文簡要介紹了電池的結構、電池(chí)隔膜的作用以及隔膜透氣性的優劣對電池性能產生的影響,並介紹了隔膜透氣性檢測(cè)專用設備 Labthink BTY-Den 的(de)實際(jì)測試情(qíng)況。 |
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| 關鍵字 | 電池,隔膜,透氣性,BTY-Den |
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隔膜是構成電池的基本材(cái)料之一,置於電池的正負電極之間,有利於提高電池的比容量和比能量,降(jiàng)低電池的內阻。好的電池(chí)隔膜(mó)對於電子絕緣性、離子導電性、材料的厚度和均勻(yún)性、力學強度、耐堿性、透氣性以及電化學穩定性(xìng)都有要求。
1、電池結構
電池主要由(yóu)正極(jí)、負極、隔板、電解液四部分構成(參見圖 1),隔膜是特殊形式的(de)隔板。在使用隔膜之前(qián),漿糊紙曾用作隔板廣(guǎng)泛(fàn)應用於糊式(shì)電池和紙(zhǐ)板電池中,當(dāng)電池工業發展到堿性電池、二次電池之後,以前的漿糊紙(zhǐ)已經無法滿足電(diàn)池設計的要求,在(zài) 多種指標(biāo)上均占優勢的 隔膜就成為主要使用的隔板了。

圖 1. 鎳氫電池結構圖
2、電(diàn)池隔(gé)膜的作用
電池隔膜是(shì)電池結構中(zhōng)最重要的一部分,它作(zuò)為電池的正負極之間(jiān)的隔離板,首先它(tā)必須具備良好的(de)電(diàn)絕緣性,其次由於它在電解液中處於浸濕狀態(tài),必(bì)須具(jù)備良好的耐堿性,並且要有良好的透氣性等。因此電池製造商在選擇隔膜時多選用在較廣的溫度範圍內(-55℃~85℃)保持電子穩定性、體積穩定(dìng)性、和化學穩定性,對電子呈高阻,對離(lí)子呈低阻,便於氣(qì)體擴散(sàn)的盡量薄的隔離板。
隔膜性能的好壞在很大程度上將影響電池的循環壽命和自放電狀況,隔膜孔洞、厚度、阻抗的設計也成為判別電池品質好壞(huài)的(de)重要指標。對於鎳氫(qīng)電池,如果隔膜的透氣性不好,電池過充時正極產生的氧氣可能無法被快速複合掉,造成電池內壓升高(gāo),當壓(yā)力升高達到一定值後將從安(ān)全閥泄壓從而造成電解液的損失;隔膜透(tòu)氣性好將有利於電池的氧複合順利(lì)進行,增(zēng)加電池的耐過充性能。對於鋰電池,如果隔(gé)膜的透氣性不好,將影響鋰離子在正(zhèng)負極之間的傳(chuán)遞,繼而影響(xiǎng)鋰電池的充放電。
3、電池隔膜的透氣性檢測
隔膜的透氣性主要(yào)是針對氧氣而言,它需要(yào)達到(dào)一定(dìng)的範(fàn)圍以滿足使用要求。隔膜的透氣性、麵密度、吸堿百分比等參數都是相互關聯(lián)的(de)。如果隔膜透氣性很大,則隔膜的麵密度就會有所降低,這會對電池的性能產生一定(dìng)的影響。但是如(rú)果其它各項參數均達到理想的範圍內,而隔膜的透氣性卻不好,一樣會影響電池的性能,因此對隔膜的透氣性進行(háng)檢測是很有必要的。
4、BTY-Den透(tòu)氣性測試儀(yí)
BTY-Den透氣性測試儀是在Labthink BTY-B1的基礎上改型製造的。Labthink BTY-Den采用正(zhèng)壓法,能夠(gòu)提供的上(shàng)下測試腔的壓差可達0.1MPa,完全可以滿足電(diàn)池隔膜透氣性檢測的(de)壓力條件;再者,BTY-Den采(cǎi)用高分辨率的傳感器為電池隔(gé)膜的精確測(cè)量提供了可靠(kào)保(bǎo)障(zhàng),由於傳感器的分辨率高,同時也提高了試驗的測試效率(lǜ)。
使用 BTY-Den透氣性(xìng)測試儀檢測電池隔膜A、B,材質(zhì)均未知(客戶提(tí)供),壓差為1.22kPa(可調), 部分測(cè)試數據詳見表 1和表2:
表 1. 電池隔膜A測試數(shù)據
測試時間 | 05/04/27 | 05/04/28 11:26:38 | 05/04/29 8:29:59 | 05/04/30 10:50:59 |
測試溫度(℃) | 23.6 | 23.7 | 24.0 | 24.7 |
O2 透氣量 | 212.6 | 214.3 | 209.2 | 212.7 |
O2 透(tòu)氣量mean | 212.2 | |||
S | 2.1 | |||
CV% | 1.01 | |||
注(zhù): O2 透氣量的單位是:s /100cc·in2·1.22kPa
表 2. 電池(chí)隔膜B測試數據
測試時間 | 05/04/28 10:18:16 | 05/04/29 11:42:12 | 05/04/30 8:55:04 |
測試溫度(℃) | 23.5 | 24.0 | 24.7 |
O2透氣量 | 422.8 | 429.9 | 419.1 |
O2透氣(qì)量mean | 423.9 | ||
S | 5.5 | ||
CV% | 1.29 | ||
注: O2 透氣量的單位是:s /100cc·in2·1.22kPa
BTY-Den可對(duì)試樣進行(háng)連續測試並且能夠保持高精度、高數據重度(dù)性,如隔膜A在4月28日的10:26~11:26期間連續進行了9次試驗,試驗(yàn)結(jié)果分別為:211.5,203.6,205.9,220.6,214.4,214.2,217.3,211.4,214.3(單位:s /100cc·in2·1.22kPa),計算可得測試(shì)平(píng)均值是(shì)212.6 s /100cc·in2·1.22kPa,標準偏差(chà)S是5.3,數據波動百分比CV%是2.49%,由此看出,數據(jù)的穩(wěn)定性、重複性是相當好的。
5、總結
電池隔(gé)膜的透氣性(xìng)是衡量(liàng)電池隔膜(mó)的一項重要指標,進而也是衡量電池(chí)品質的一項重要指標。BTY-Den的問世無疑可以促進隔膜質量(liàng)的檢測。另(lìng)一方麵也說明,Labthink17C.COM在阻隔性檢測領域中的研究已(yǐ)不僅 限於軟包裝材料(liào),而且完全具備了為其它行(háng)業製作相關透氣性測試設備的能力。
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