锂电池隔离膜拉伸试验

摘 要：本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能试验机进行锂电池隔膜试样拉伸试验的示例。该示例主要用于对锂电池隔膜力学性能的评估，可为产品开发、品质管理、制造工艺设定、性能鉴别等提供可靠数据。

关键词：BOYI 2025精密万能试验机  锂电池隔膜  拉伸试验

锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池隔膜（Lithium ion battery separator），在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。锂电池隔膜的要求：

（1）具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离；

（2）有一定的孔径和孔隙率，保证高的离子电导率，对锂离子有很好的透过性；

（3）由于电解质的溶剂为强极性的有机化合物，隔膜必须耐电解液腐蚀，有足够的化学和电化学稳定性；

（4）对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力；

（5）具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等，但厚度尽可能小；

（6）空间稳定性和平整性好；

（7）热稳定性和自动关断保护性能好。动力电池对隔膜的要求更高，通常采用复合膜；

（8）隔膜受热收缩要小，否则会引起短路，进而引发电池热失控。

1.试验部分

1.1仪器与夹具

BOYI 2025-001电子万能试验机            

      500N气动箔材专用拉伸夹具

1.2分析条件

试验温度：室温20℃左右              载荷传感器：1000N（0.5级）

试验夹具：500N气动箔材专业拉伸夹具     试验速度：50mm/min

1.3样品及处理

用于评估的样本有两组锂电池隔膜，两组厚度为7μm和12μm，分别进行纵向（MD）和横向（TD）拉伸测试。表1总结了这些试样的列表。

2．试验介绍

本次采用BOYI 2025-001电子万能试验机和500N气动箔材专用拉伸夹具对隔离膜进行常温拉伸测试。（图1. 测试系统构成与夹具样品特写）以50mm/min的横梁位移速度进行断裂试验。

图1. 电子万能材料试验机与气动箔材拉伸夹具

3.结果与结论

3.1试验结果

图2显示了拉伸试验的结果，即应力（通过将试验力除以试样横截面积获得的值）和应变（通过将延伸数值除以标距长度获得的值）之间的关系。表2从数据曲线统计、拉伸强度（最大应力）和断裂点应变。从这些结果可以看出，每种隔离膜（试样A和B）的拉伸强度比通用薄膜（试样PE）高一个数量级，因为在制造过程中进行了拉伸和其他处理以提高机械强度和控制孔隙。

                          A样品                                                                                    B样品                                        

图2. 拉伸试验结果

表2. 拉伸试验结果

4.结论

综上所述，使用BOYI 2025-001电子万能试验机可以获取比较全面精确的锂电池隔膜力学数据，这对于隔膜产业的发展与质量保证非常重要，能够为该产业和产品的规范化提供有力的技术保障。