鋰離子電池用鋁塑復合膜檢測標準以及方案

時間：2023/6/29

鋰離子電池用鋁塑復合膜檢測方案

鋰離子電池用鋁塑復合膜是一種以鋁箔為芯層，一側復合有熱封層，另一側復合有保護層，用于鋰離子電池，電容器外封裝的多層復合材料。

隨著電子產品向小型化、智能化、可穿戴方向發展，電池必須具有體積小、輕薄化、柔性化等特點。而采用鋁塑復合膜作為鋰離子電池的外包裝可以滿足這些需求。軟包鋰離子電池憑借優異的綜合性能，成為國內外很多電池著名廠家的新選擇。目前世界各國都尚無關于鋰離子電池用鋁塑復合膜的國家標準或行業標準。我國第一部《鋰離子電池用復合膜》團體標準由中國化學與物理電源行業協會牽頭，國內生產廠家共同組成工作組，共同編制并發布。本文依據《鋰離子電池用復合膜》團體標準要求介紹關于鋰離子電池用鋁塑復合膜各種性能的測試方法。

1、拉伸性能

裁取長度大于150mm、寬度為15mm的長形條樣品，采用精度為0.5級的萬能材料試驗機進行實驗，家具建的初始距離為100mm，以300mm/min的速度拉伸，記錄最大力值和斷裂伸長率。

2、剝離力

按GB/T 8808-1988的規定進行，試樣寬度為15mm的長形條，試驗速度為100mm/min。剝離力反映的是界面粘結強度，剝離力大小對材料之間是否出現分層有直接影響。

3、熱封強度

裁取寬度為15mm的長形條。按QB/T 2358-1998的規定進行測試，試驗速度為100mm/min。熱封強度是鋁塑膜的一個很重要的指標，直接反映封口的密著性和抵抗封袋內部壓力對封口破壞的能力，該項指標隨熱封條件的不同而結果差異較大，需供需雙方協商，標注中給出的是一個確保安全封裝的低要求。

4、沖壓性能

采用標準中附錄A要求的模具，上、下模材質為S136鏡面模具鋼，模芯為特氟龍材質。將規格為130mm×240mm的樣品在0.15MPa-0.3MPa的壓力下進行沖壓，檢查樣品的外觀，并用精度不低于0.1mm的兩句測量沖壓深度。鋁塑復合膜沖深深度越大，表明同樣面積的鋁塑膜可以容納更多的內容物，其利用率越高，因而是甄別鋁塑膜性能的一個重要指標。

5、穿刺性能

按GB/T 10004-2008中的6.6.13的規定進行。穿刺針頭由熱封層一側開始刺入。穿刺強度反映鋁塑膜內層抵抗穿刺的能力，電池制備過程抽真空時，電芯中存在的毛刺對內層有刺穿的行為，因而檢測鋁塑膜的穿刺強度很有必要。

6、摩擦系數

按GB 10006的規定進行，鋁塑復合膜的摩擦系數包括保護層-保護層和熱封層-熱封層的摩擦系數，一般鋁塑復合膜多采用補償性沖壓的方式成型，摩擦系數相對低，對補償性有利，并且可紡織薄膜間的相互粘連現象。因此，需要將摩擦系數限定在一定的范圍內。

7、耐電解液性能

本標準中，鋁塑復合膜的耐電解液性能主要包括兩塊：鋁塑復合膜浸泡電解液后的熱封強度及熱封層與鋁層的剝離力。

鋁層與熱封層的剝離力

將鋁塑膜切成15mm×10mm的試樣，并將樣品在85℃的電解液中浸泡24小時，取出自然冷卻至常溫后擦拭干凈，檢查樣品外觀并按照GB/T 8808-1988規定的方法測試剝離力，測試速度為100mm/min。鋁塑膜內層直接與電池中的電解液接觸，通過比常規使用條件更苛刻的將鋰電池用鋁塑復合膜在高溫下浸泡電解液檢驗其長期可靠性，

封口的熱封強度

將鋁塑膜封裝制成60mm×80mm的樣袋，并注入3 mL電解液，經熱封閉合。將樣袋在溫度為85℃±2℃的環境中保持24小時后取出，自然冷卻至常溫。先裁去一個熱封邊后倒出電解液，再裁去其余熱封邊，然后將膜面殘留的電解液擦拭干凈，最后重新熱封。沿封口垂直方向取寬度為15mm的樣品，按QB/T 2358-1998規定的方法測試（測試速度為100 mm/min）。該項測試模擬軟包鋰離子電池生產過程中的二封工序，反映電解液對二封的影響，具有很強的現實意義。

除了以上主要指標以外，還對外觀、厚度、耐熱、耐濕等性能進行檢驗。尤其是材料厚度是影響材料物理性能的關鍵因素，不同厚度的材料對應的性能指標也不一致。

綜合標準中的對鋰離子電池用鋁塑復合膜的測試方法和性能要求，以下幾款儀器可以滿足企業在日常產品質量檢驗和控制的要求。

一、電子拉力試驗機（濟南西奧機電有限公司智能電子拉力試驗機TST-01）

以下實驗項目主要是由拉力試驗機來完成，濟南西奧機電有限公司智能電子拉力試驗機，內置拉伸、剝離、熱封強度、穿刺等測試程序，可以直接滿足標準中要求的實驗項目（拉伸性能、剝離力、熱封強度、穿刺性能、鋁層與熱封層的剝離力、封口的熱封強度）。