鋰離子電池專用鋁塑復合膜檢測方案

　　鋰離子電池作為一款應用泛的可充電電池，自研發(fā)到應用至今已經(jīng)有二十多年歷史。鋰離子電池是由正極、負極、隔膜、電解液、集流體以及外包裝殼體組成。鋰離子電池有效成分的化學性質都非常活潑，置于空氣中極容易著火甚至爆炸，因而鋰離子電池的包裝殼體應具有一定的耐腐蝕性及非常優(yōu)良的阻隔性，目前常用的包裝主要有鋼殼、鋁殼和高分子鋁塑膜。采用鋁塑復合膜對電池進行包裝，具有重量輕等優(yōu)點，能夠大幅度提升電池的比能量。并且鋁塑膜包裝膜具有很大的柔軟性，可以有效的降低電池的內(nèi)壓，不會出現(xiàn)爆炸危險。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。
　　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(yè)標準。《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(yè)協(xié)會牽頭，國內(nèi)生產(chǎn)廠家共同組成工作組，共同編制并發(fā)布。
 
　　鋰離子電池專用鋁塑復合膜的行業(yè)標準主要包括以下這些：
　　GB/T191包裝儲運圖示標志
　　GB/T2828.1-2012計數(shù)抽樣檢驗程序第1部分:按接收質量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃
　　GB/T2918朔料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標準環(huán)境
　　GB/T66721朔料薄膜與薄片厚度的測定機械測量法
　　GB/T6673塑料薄膜和薄片長度和寬度的測定
　　GB/T8808-1988軟質復合塑料材料剝離試驗方法
　　GB/T10004-2008包裝用塑料復合膜、袋干法復合、擠出復合
　　GB/T10006塑料薄膜和薄片摩擦系數(shù)測定方法GB/T14216塑料膜和片潤濕張力的測定
　　GB/T26125電子電氣產(chǎn)品六種限用物質(鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚)的測定
　　GB/T26572-2011由子白氣產(chǎn)品中限用物質的要求
　　QB/T2358-1998朔料薄膜包裝袋執(zhí)合強度試驗方法
 
　　本文依據(jù)《鋰離子電池用復合膜》團體標準要求及相關標準總結出關于鋰離子電池用鋁塑復合膜各種性能的測試方案。
 
　　一、（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級的電子拉力試驗機進行實驗，家具建的初始距離為100mm，以300mm/min的速度拉伸，記錄大力值和斷裂伸長率。
 
　　（2）剝離力
　　按GB/T8808-1988的規(guī)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(xiàn)分層有直接影響。
 
　　（3）熱封強度
　　裁取寬度為15mm的長形條。按QB/T2358-1998的規(guī)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(nèi)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(xié)商，標注中給出的是一個確保安全封裝的要求。
 
　　（4）穿刺性能
　　按GB/T10004-2008中的6.6.13的規(guī)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(nèi)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(nèi)層有刺穿的行為，因而檢測鋁塑膜的穿刺強度很有必要。
 
　　（5）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。
 
　　A、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/T8808-1988規(guī)定的方法測試剝離力，測試速度為100mm/min。鋁塑膜內(nèi)層直接與電池中的電解液接觸，通過比常規(guī)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。
 
　　B、封口的熱封強度
　　將鋁塑膜封裝制成60mm×80mm的樣袋，并注入3mL電解液，經(jīng)熱封閉合。將樣袋在溫度為85℃±2℃的環(huán)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，后重新熱封。沿封口垂直方向取寬度為15mm的樣品，按QB/T2358-1998規(guī)定的方法測試（測試速度為100mm/min）。該項測試模擬軟包鋰離子電池生產(chǎn)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(xiàn)實意義。
　　鋰離子電池專用鋁塑復合膜的拉伸性能、剝離力、熱封強度、穿刺性能、鋁層與熱封層的剝離力、封口的熱封強度等相關項目均可采用米萊儀器生產(chǎn)的MTL-500N電子拉力試驗機來測試！它應用于對各種材料進行拉伸，壓縮，撕裂，剝離，形變等力學性能項目的測試，適用于塑料薄膜、薄片、復合膜、紙張、橡膠、紡織、醫(yī)藥包裝等領域的物理機械性能測試，是各材料生產(chǎn)廠家，研究機構進行物性試驗、研究及質量控制的工具。
 
　　二、沖壓性能
　　采用標準中附錄A要求的模具，將規(guī)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(nèi)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。
 
　　三、摩擦系數(shù)
　　按GB10006的規(guī)定進行，鋁塑復合膜的摩擦系數(shù)包括保護層-保護層和熱封層-熱封層的摩擦系數(shù)，一般鋁塑復合膜多采用補償性沖壓的方式成型，摩擦系數(shù)相對低，對補償性有利，并且可紡織薄膜間的相互粘連現(xiàn)象。因此，需要將摩擦系數(shù)限定在一定的范圍內(nèi)。
　　MCY-02摩擦系數(shù)儀是依據(jù)GB10006標準生產(chǎn)的，專業(yè)適用于復合膜動靜摩擦系數(shù)的測試，另外還可以滿足ISO/ASTM等多種標準。

　　四、材料厚度決定了材料拉伸，剝離等各種物理性能，所以鋰離子電池專用鋁塑復合膜厚度的檢驗也是生產(chǎn)廠家所關注的。依據(jù)國家標準《GB/T6672-2001塑料薄膜和薄片厚度測定_機械測量法》此項檢測可選用CHY-CU薄膜測厚儀,專業(yè)適用于量程范圍內(nèi)的塑料薄膜、薄片、電池隔膜、紙張等各種材料厚度的精確測量，精度高，符合測試標準。
　　除了以上主要指標以外，還需要根據(jù)對應標準對鋰離子電池用鋁塑復合膜外觀、耐熱、耐濕等性能進行檢驗。