摘(zhai)要(yao)(yao)：受(shou)三(san)星手機爆炸的(de)(de)(de)影響(xiang)，電池(chi)行(xing)業(ye)越來越重(zhong)視電池(chi)材料的(de)(de)(de)水(shui)分問題，尤其是電池(chi)隔膜(mo)方面(mian)，廠(chang)家對隔膜(mo)的(de)(de)(de)質量要(yao)(yao)求越來越高(gao)，而(er)行(xing)業(ye)內(nei)常用的(de)(de)(de)是涂過陶瓷粉末的(de)(de)(de)隔膜(mo)，由于(yu)隔膜(mo)和陶瓷的(de)(de)(de)一些特性，隔膜(mo)的(de)(de)(de)密度很(hen)小，給水(shui)分檢測(ce)(ce)在成(cheng)一定(ding)的(de)(de)(de)難度，很(hen)多廠(chang)家都沒有很(hen)好的(de)(de)(de)辦法來準確檢測(ce)(ce)出(chu)隔膜(mo)的(de)(de)(de)水(shui)分含量。本文在后面(mian)將(jiang)介紹(shao)一種行(xing)業(ye)內(nei)常用的(de)(de)(de)電池(chi)隔膜(mo)水(shui)分檢測(ce)(ce)儀。
電(dian)(dian)池隔(ge)膜zui主要(yao)的(de)功能是分(fen)隔(ge)電(dian)(dian)池中的(de)正(zheng)(zheng)(zheng)負極(ji)(ji)板，防止正(zheng)(zheng)(zheng)負極(ji)(ji)板直接接觸產(chan)生短(duan)路(lu)，同時(shi)，由于隔(ge)膜中具有(you)大量(liang)貫(guan)通的(de)微孔，電(dian)(dian)池中的(de)正(zheng)(zheng)(zheng)負離(li)子可(ke)以在(zai)微孔中自由通過(guo)，在(zai)正(zheng)(zheng)(zheng)負極(ji)(ji)板之(zhi)間遷(qian)移形成電(dian)(dian)池內部(bu)導電(dian)(dian)回(hui)路(lu)，而電(dian)(dian)子則(ze)通過(guo)外部(bu)回(hui)路(lu)在(zai)正(zheng)(zheng)(zheng)負電(dian)(dian)極(ji)(ji)之(zhi)間遷(qian)移形成電(dian)(dian)流，供用電(dian)(dian)設備利用。
一、對于鋰離子電池(chi)用隔膜，基本性能參數如下：
1、厚度
對(dui)(dui)于(yu)消耗型鋰(li)離子(zi)電池（手機(ji)、筆(bi)記本電腦、數碼相機(ji)中(zhong)使用的(de)(de)(de)(de)電池），25微米的(de)(de)(de)(de)隔(ge)膜逐漸成為標準。然而(er)，由于(yu)人(ren)們(men)對(dui)(dui)便攜式產品的(de)(de)(de)(de)使用的(de)(de)(de)(de)日益增長，更薄的(de)(de)(de)(de)隔(ge)膜，比(bi)如說20微米、18微米、16微米、甚至更薄的(de)(de)(de)(de)隔(ge)膜開始大范圍的(de)(de)(de)(de)應用。對(dui)(dui)于(yu)動力(li)電池來說，由于(yu)裝配過程的(de)(de)(de)(de)機(ji)械要(yao)(yao)求，往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)(yao)更厚的(de)(de)(de)(de)隔(ge)膜，當然對(dui)(dui)于(yu)動力(li)用大電池，安全(quan)性也是非常重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)，而(er)厚一些(xie)的(de)(de)(de)(de)隔(ge)膜往(wang)往(wang)同時意(yi)味著更好的(de)(de)(de)(de)安全(quan)性。
2、透(tou)氣率
從(cong)學術角(jiao)度來(lai)(lai)說(shuo)，隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)在(zai)(zai)電(dian)(dian)池(chi)(chi)中是惰性的(de)(de)(de)(de)，即隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)不(bu)(bu)(bu)(bu)是電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)必要(yao)組成部分，而(er)僅(jin)僅(jin)是電(dian)(dian)池(chi)(chi)工業(ye)化生產的(de)(de)(de)(de)要(yao)求。隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)首先要(yao)滿足(zu)它不(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)惡化電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)化學性能(neng)(neng)，主要(yao)表現在(zai)(zai)內(nei)(nei)(nei)阻(zu)(zu)上(shang)。含電(dian)(dian)解液的(de)(de)(de)(de)隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)率和(he)電(dian)(dian)解液本身的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)率之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)比值(zhi)稱為MacMullin數(shu)。一(yi)(yi)般(ban)來(lai)(lai)說(shuo)，消耗型鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)個數(shu)值(zhi)為接近(jin)8，當然(ran)這(zhe)(zhe)個數(shu)值(zhi)越(yue)(yue)小越(yue)(yue)好。通(tong)常來(lai)(lai)說(shuo)，鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)中會有一(yi)(yi)個透氣(qi)率的(de)(de)(de)(de)參(can)數(shu)，或者叫Gurley數(shu)。這(zhe)(zhe)個數(shu)是這(zhe)(zhe)么定(ding)義的(de)(de)(de)(de)，即一(yi)(yi)定(ding)體(ti)積的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)，在(zai)(zai)一(yi)(yi)定(ding)壓(ya)力(li)(li)條件下(xia)通(tong)過(guo)一(yi)(yi)定(ding)面(mian)積的(de)(de)(de)(de)隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)，氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)體(ti)積量一(yi)(yi)般(ban)為50cc，有些公司也(ye)會標100cc，zui后的(de)(de)(de)(de)結果會差兩(liang)倍。面(mian)積應該(gai)是1平方英寸(cun)，壓(ya)力(li)(li)差記(ji)不(bu)(bu)(bu)(bu)太清楚了。這(zhe)(zhe)個數(shu)值(zhi)從(cong)一(yi)(yi)定(ding)意義上(shang)來(lai)(lai)講(jiang)，和(he)用此隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)裝配的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)阻(zu)(zu)成正比，即該(gai)數(shu)值(zhi)越(yue)(yue)大(da)，則內(nei)(nei)(nei)阻(zu)(zu)越(yue)(yue)大(da)。然(ran)而(er)，對于不(bu)(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)，該(gai)數(shu)字的(de)(de)(de)(de)直接比較(jiao)(jiao)沒有任何意義。因(yin)為鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)中的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)阻(zu)(zu)和(he)離子(zi)傳導有關(guan)，而(er)透氣(qi)率和(he)氣(qi)體(ti)傳到有關(guan)，兩(liang)種(zhong)機理(li)是不(bu)(bu)(bu)(bu)一(yi)(yi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)。換句話說(shuo)，單純(chun)比較(jiao)(jiao)兩(liang)種(zhong)不(bu)(bu)(bu)(bu)同隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)Gurley數(shu)是沒有意義的(de)(de)(de)(de)，因(yin)為可能(neng)(neng)兩(liang)種(zhong)隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)微觀結構*不(bu)(bu)(bu)(bu)一(yi)(yi)樣(yang)；但同一(yi)(yi)種(zhong)隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)Gurley數(shu)的(de)(de)(de)(de)大(da)小能(neng)(neng)很好的(de)(de)(de)(de)反應出內(nei)(nei)(nei)阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)大(da)小，因(yin)為同一(yi)(yi)種(zhong)隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)相對來(lai)(lai)說(shuo)微觀結構是一(yi)(yi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)或可比較(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)。
3、浸(jin)潤度
為(wei)了保證電(dian)(dian)池的(de)(de)內阻不是(shi)太大(da)，要求隔(ge)膜(mo)(mo)是(shi)能夠被電(dian)(dian)池所用(yong)電(dian)(dian)解液(ye)(ye)(ye)*浸(jin)潤(run)(run)。這方(fang)面(mian)沒有(you)一個(ge)*的(de)(de)檢(jian)測標(biao)準(zhun)(zhun)。大(da)致可以通(tong)過(guo)以下(xia)試驗來(lai)判斷：取(qu)典型電(dian)(dian)解液(ye)(ye)(ye)（如EC：DMC=1:1，1M LiPF6），滴(di)(di)在隔(ge)膜(mo)(mo)表面(mian)，看是(shi)否(fou)液(ye)(ye)(ye)滴(di)(di)會(hui)迅速消失被隔(ge)膜(mo)(mo)吸收，如果(guo)是(shi)則說明(ming)浸(jin)潤(run)(run)性基(ji)本滿足要求。更準(zhun)(zhun)確的(de)(de)測試可以用(yong)超高時(shi)間分(fen)辨的(de)(de)攝像機記錄從液(ye)(ye)(ye)滴(di)(di)接觸隔(ge)膜(mo)(mo)到液(ye)(ye)(ye)滴(di)(di)消失的(de)(de)過(guo)程，計算時(shi)間，通(tong)過(guo)時(shi)間的(de)(de)長短來(lai)比(bi)較兩(liang)種隔(ge)膜(mo)(mo)的(de)(de)浸(jin)潤(run)(run)度。浸(jin)潤(run)(run)度一方(fang)面(mian)個(ge)隔(ge)膜(mo)(mo)材料本身相關，另(ling)一方(fang)面(mian)個(ge)隔(ge)膜(mo)(mo)的(de)(de)表面(mian)及內部微觀(guan)結構密切相關。
4、化(hua)學(xue)穩定性
換句話說(shuo)就是要求隔膜在電化學(xue)(xue)反應中是惰性的。經過(guo)若(ruo)干年的工業(ye)化檢驗(yan)，一般(ban)認為(wei)目前隔膜用材料PE或PP是滿(man)足化學(xue)(xue)惰性要求的。
5、孔徑
; 一般(ban)來(lai)說，隔膜為了阻止電極顆(ke)(ke)粒(li)的(de)(de)(de)直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸(chu)，很(hen)重要的(de)(de)(de)一點就是防(fang)止電極顆(ke)(ke)粒(li)直接(jie)(jie)通過(guo)隔膜。目前所(suo)使用(yong)的(de)(de)(de)電極顆(ke)(ke)粒(li)一般(ban)在10微米(mi)(mi)的(de)(de)(de)量級，而所(suo)使用(yong)的(de)(de)(de)導電添加劑則在10納(na)米(mi)(mi)的(de)(de)(de)量級，不(bu)過(guo)很(hen)幸運的(de)(de)(de)是一般(ban)碳黑顆(ke)(ke)粒(li)傾向于團聚形成大顆(ke)(ke)粒(li)。一般(ban)來(lai)說，亞微米(mi)(mi)孔徑的(de)(de)(de)隔膜足以(yi)阻止電極顆(ke)(ke)粒(li)的(de)(de)(de)直接(jie)(jie)通過(guo)，當然也不(bu)排除(chu)有些電極表(biao)面處理不(bu)好(hao)，粉塵較多導致(zhi)的(de)(de)(de)一些諸如(ru)微短路等情況。
6、穿(chuan)刺(ci)強(qiang)度
這(zhe)個參(can)數實際(ji)(ji)上是(shi)由于(yu)電極表面不夠平整，以及(ji)裝配過程(cheng)中(zhong)(zhong)工(gong)藝水平有限而提(ti)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個要求，因此(ci)要求隔(ge)(ge)膜(mo)有相當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿(chuan)刺(ci)強(qiang)(qiang)度(du)(du)。穿(chuan)刺(ci)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)試有工(gong)業標(biao)準可遵循，大(da)(da)致(zhi)是(shi)在一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速度(du)(du)（每分鐘3-5米）下，讓(rang)一(yi)(yi)個沒有銳(rui)邊緣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑為(wei)1mm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)針刺(ci)向環(huan)狀固定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)隔(ge)(ge)膜(mo)，為(wei)穿(chuan)透(tou)隔(ge)(ge)膜(mo)所施加在針上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)zui大(da)(da)力就稱為(wei)穿(chuan)刺(ci)強(qiang)(qiang)度(du)(du)。同樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，由于(yu)測(ce)試的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候(hou)所用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法和(he)實際(ji)(ji)電池中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況有很大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別，直(zhi)接比(bi)較兩(liang)種隔(ge)(ge)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿(chuan)刺(ci)強(qiang)(qiang)度(du)(du)不是(shi)特別合理，但在微結構一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下，相對來說穿(chuan)刺(ci)強(qiang)(qiang)度(du)(du)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，其裝配不良(liang)率低。但單純追求高(gao)(gao)穿(chuan)刺(ci)強(qiang)(qiang)度(du)(du)，必然導致(zhi)隔(ge)(ge)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)其他(ta)性(xing)能(neng)下降。
7、熱穩(wen)定性
隔膜需要在電池使(shi)用的(de)溫(wen)度范圍內(nei)（-20C~60C）保(bao)持熱穩定。一般來說目前隔膜使(shi)用的(de)PE或PP材(cai)料(liao)均可以滿足(zu)上述要求。
當然還有一(yi)個就是由于電解(jie)液對水份敏感，大(da)多數廠家會在(zai)注液前進行80C左右的烘烤，這對PP/PE隔膜也不(bu)會存在(zai)太大(da)的問題 。
8、熱關閉溫度(du)
內容由(you)于(yu)安全性問題比(bi)較嚴重，目前鋰(li)(li)離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)用(yong)(yong)隔膜一(yi)(yi)般都能夠提(ti)供一(yi)(yi)個(ge)(ge)附(fu)加的(de)(de)功能，就是熱關閉(bi)。一(yi)(yi)般我們將原理電(dian)(dian)(dian)池(chi)（兩(liang)平面電(dian)(dian)(dian)極中(zhong)間(jian)夾一(yi)(yi)隔膜，使(shi)用(yong)(yong)通用(yong)(yong)鋰(li)(li)離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)解液）加熱，當內阻提(ti)高(gao)三個(ge)(ge)數量級時的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)稱為(wei)熱關閉(bi)溫(wen)度(du)(du)。這一(yi)(yi)特性可(ke)以為(wei)鋰(li)(li)離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)提(ti)供一(yi)(yi)個(ge)(ge)額外的(de)(de)安全保(bao)護。實際上關閉(bi)溫(wen)度(du)(du)和(he)材料本(ben)身的(de)(de)熔點(dian)密切相關，如PE為(wei)135C附(fu)近。當然(ran)不同(tong)的(de)(de)微結(jie)構對(dui)熱關閉(bi)溫(wen)度(du)(du)有(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)影響。但(dan)對(dui)于(yu)小電(dian)(dian)(dian)池(chi)，熱關閉(bi)機制所起的(de)(de)作用(yong)(yong)很有(you)限。
9、孔(kong)隙率
目前，鋰離子電池用隔膜的孔隙(xi)率為40%左右。孔隙(xi)率的大小和內阻(zu)有(you)一定的關系，但不(bu)同種隔膜之間的空隙(xi)率的值無法直接比較(jiao)。
二(er)、電池隔膜水分檢(jian)測儀特點(dian)
A、工(gong)作原理
采用(yong)干燥(zao)失重(zhong)法原理(li)，通過加熱系統快速加熱樣(yang)品(pin)，使樣(yang)品(pin)的(de)水分(fen)(fen)能夠(gou)在zui短時間之內*蒸發(fa)，從而能在很短的(de)時間內檢(jian)測出樣(yang)品(pin)的(de)含水率。檢(jian)測一(yi)般樣(yang)品(pin)通常只需3分(fen)(fen)鐘左右。冠亞(ya)水分(fen)(fen)儀采用(yong)的(de)原理(li)與國家標準烘箱法相同，檢(jian)測結(jie)果(guo)具(ju)有可替(ti)代(dai)性，儀器(qi)采用(yong)一(yi)鍵式操作，不僅操作簡單而且也避免了(le)人為(wei)因素對(dui)測量結(jie)果(guo)產(chan)生的(de)誤(wu)差。
B、儀器特(te)點
檢測速(su)度快，只需幾分鐘(zhong)，創行業(ye)之zui；
采(cai)用一(yi)(yi)代傳感技術,快速、簡便(bian),一(yi)(yi)鍵式操作;
操(cao)作簡單(dan)，全自動操(cao)作模式，無可(ke)動部件(jian)；
關鍵零部(bu)件均(jun)采用純進口材料(liao)，以保(bao)證產品(pin)檢測結果(guo)的準(zhun)確性；
零易損件，樣(yang)品(pin)(pin)(pin)盤采(cai)用(yong)(yong)耐(nai)(nai)酸(suan)耐(nai)(nai)堿耐(nai)(nai)變形的(de)純不銹(xiu)鋼材(cai)料(liao)，無易耗品(pin)(pin)(pin)，樣(yang)品(pin)(pin)(pin)盤克(ke)循(xun)環利用(yong)(yong)；
采(cai)用特(te)質(zhi)的(de)環形鹵素光源，加(jia)熱均勻(yun)，加(jia)熱器(qi)更(geng)耐用；
可以定制(zhi)增加(jia)測試(shi)空間，防止隔(ge)(ge)膜因加(jia)熱膨脹(zhang)而影響到測試(shi)結果，從而能(neng)夠準確(que)檢測出(chu)隔(ge)(ge)膜的水分含量
C、技(ji)術參數
1、稱重范圍(wei)：0-90g
可調試測試空間(jian)為(wei)3cm
2、水分測定范(fan)圍：0.01-100%
3、樣品質量：0.100-90g
4、加熱溫度范圍：起始-205℃
加熱方(fang)式：可(ke)變混合式加熱
微調自(zi)動補(bu)償(chang)溫度zui高15℃
5、水分含(han)量可(ke)讀性(xing)：0.01%
6、顯示參(can)數：7種
紅色數碼管獨立顯(xian)示模(mo)式(shi)
7、外型(xing)尺寸：380×205×325(mm)
8、電源：220V±10%
9、頻率(lv)：50Hz±1Hz
10、凈重：3.7Kg
