鋰電池極片剝離強度的重要性與測試方法介紹
時間：2024-05-14 11:35 點擊次數(shù)：
鋰電池作為現(xiàn)代能源儲存技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，廣泛應(yīng)用于電動汽車、便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域。其中，鋰電池極片剝離強度是衡量鋰電池性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。本文由山東泉科瑞達儀器設(shè)備有限公司詳細(xì)介紹鋰電池極片剝離強度的重要性，并探討其測試方法。
一、鋰電池極片剝離強度的重要性
首先，鋰電池極片剝離強度直接關(guān)系到電池的穩(wěn)定性和壽命。在電池充放電過程中，極片上的活性物質(zhì)會經(jīng)歷反復(fù)的膨脹和收縮，如果剝離強度不足，活性物質(zhì)容易從集流體上脫落，導(dǎo)致電池容量衰減，甚至引發(fā)電池失效。因此，提高鋰電池極片剝離強度對于保證電池性能至關(guān)重要。
影響鋰電池極片剝離強度的因素眾多，主要包括原材料、制造工藝和涂布技術(shù)等方面。優(yōu)質(zhì)的原材料和合理的制造工藝能夠確保極片具有足夠的剝離強度。同時，涂布技術(shù)的改進也有助于提高極片的均勻性和附著力，從而提升剝離強度。
針對鋰電池極片剝離強度的測試，目前有多種方法可供選擇。其中，剝離試驗和剪切試驗是兩種最常用的方法。剝離試驗是通過在極片上施加一定的力，使其從集流體上剝離，從而測量剝離強度。剪切試驗則是通過剪切極片來評估其剝離性能。這兩種方法都能夠有效地反映鋰電池極片的剝離強度，為電池性能的評估和優(yōu)化提供重要依據(jù)。
在進行鋰電池極片剝離強度測試時，需要注意一些關(guān)鍵因素。首先，測試環(huán)境應(yīng)保持穩(wěn)定，避免溫度、濕度等環(huán)境因素對測試結(jié)果產(chǎn)生影響。其次，測試設(shè)備應(yīng)精確可靠，以確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，測試操作應(yīng)規(guī)范，避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致測試結(jié)果出現(xiàn)偏差。
通過鋰電池極片剝離強度的測試，我們可以對電池的性能進行客觀評估，并找出影響剝離強度的關(guān)鍵因素。針對這些因素，我們可以采取相應(yīng)的措施進行改進和優(yōu)化，以提高鋰電池的性能和穩(wěn)定性。例如，優(yōu)化制造工藝、改進涂布技術(shù)、選用優(yōu)質(zhì)原材料等，都能夠有效提升鋰電池極片剝離強度。
二、鋰電池極片剝離強度測試方法
1、剝離力大小的影響
剝離強度是指在單位寬度剝離材料時所需的平均剝離力力（最大，最小，平均剝離力或剝離強度），用于反映材料的粘結(jié)強度。在電池制作過程中，工程師需要關(guān)注極片的剝離強度，它直接反映了電池極片上活性材料與集流體銅/鋁的粘結(jié)效果。如果剝離強度過低，隨著活性材料的循環(huán)膨脹，可能導(dǎo)致其脫離集流體，使電池衰減加快。
2、開展鋰電池極片剝離力試驗需要用到的儀器
為了提前識別這種風(fēng)險并節(jié)省時間和成本，品控人員通常會跟蹤每批次實驗電池極片的剝離強度。一種常用的測試方法是使用ETT-01或MTT-02H智能電子拉力試驗機，該設(shè)備可以測試多種試驗，包括隔膜的拉伸強度、穿刺強度，以及膠片、箔材等材料的彈性模量和拉伸強度、剝離力與剝離強度等功能。
3、鋰電池極片剝離強度測試步驟如下：
1、裁切極片
取輥壓后正/負(fù)極片，用定制的取樣器切取極片，一般長度400mm*寬10-50mm（可以考慮15mm寬，長度大于200mm）。
2、粘貼固定極片準(zhǔn)備一塊平整的薄鋼板，長度約為200-300mm，寬度約為40-60mm。在鋼板的中心位置貼上一條雙面膠，確保雙面膠的長度大于樣品測試長度，并與極片等寬。用力撫平雙面膠，使其緊密貼合在鋼板的中心位置。 揭開雙面膠的覆蓋紙，將極片粘貼在膠條上。確保極片與膠紙完全匹配貼合，以確保測試剝離力時的寬度保持一致。否則，測試結(jié)果可能不準(zhǔn)確，并且剝離曲線可能出現(xiàn)跳點或波浪狀。
3、安裝測試
將已粘貼固定極片的鋼板插入拉力試驗機下夾具，垂直固定。將未貼膠的極片夾持在拉力機上夾具上，與下夾子的極片成180°(或90°)固定。
校準(zhǔn)清零，設(shè)定測試寬度和剝離長度、速度。開始測試，得到剝離強度曲線和平均值。處理數(shù)據(jù)時，刪除測試開始和結(jié)束時兩段（即掐頭去尾），得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果以平均剝離力與最大、最小剝離力來表征。
注：關(guān)于角度說明：如果能輕易實現(xiàn)180度對折則推薦180度，否則建議開展90度剝離試驗。我司有專用90度剝離試驗夾具（可去掉軸承滾動阻力的專用裝置）。
4、拓展選擇雙面膠紙時需要注意膠紙的粘接強度不能太小。因為如果膠紙強度太小，剝離時會導(dǎo)致活性材料本身與箔材分離。剝離后的極片狀態(tài)可以判斷膠紙的粘結(jié)強度是否合適。
如果極片上基本沒有殘留活性材料，則說明測試符合要求；如果殘留有完整的材料，則表示膠紙的粘結(jié)力不夠或者沒有完全與極片貼合。這時，測試的是活性顆粒之間的粘結(jié)力。
三、小結(jié)
鋰電池極片剝離強度作為評估電池性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，其重要性不容忽視。根據(jù)行業(yè)規(guī)定，正極片和負(fù)極片的剝離強度值應(yīng)分別滿足一定的要求。如果樣品的剝離強度值不符合要求，則應(yīng)認(rèn)為其不合格，并按照質(zhì)量控制程序進行后續(xù)處理。這樣的判定標(biāo)準(zhǔn)有助于我們及時發(fā)現(xiàn)并處理不合格的鋰電池產(chǎn)品，保障電池的安全性和穩(wěn)定性。 此外，影響鋰電池極片剝離強度的因素有很多，包括貼合劑的種類和用量、壓力和溫度的控制以及活性材料的組成等。泉科瑞達擁有臥式和立式的電子剝離試驗機和智能電子拉力機均可以完成專業(yè)的鋰電池極片剝離試驗，如需進一步了解，可聯(lián)絡(luò)我們獲取更詳細(xì)的檢測方案。
