鋰電池隔膜厚度是多少?如何檢測(cè)鋰電隔膜厚度

來源：存能電氣  日期：2019-06-25 09:47  瀏覽量：次

　　鋰電池隔膜厚度是多少？如何檢測(cè)鋰電隔膜厚度？而作為鋰電池另外一個(gè)核心材料的隔膜，它性能的好壞也直接決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻，進(jìn)而直接影響電池的電性能。那么鋰電池隔膜厚度是多少？如何檢測(cè)鋰電隔膜厚度？

　　鋰電池隔膜厚度是多少？

　　直觀地來看，在同樣大小的電池中，隔膜厚度越厚，能卷繞的層數(shù)就越少，相應(yīng)容量也就會(huì)降低；但是另一方面，較厚的產(chǎn)品，抵抗穿刺的性能會(huì)稍高，安全性會(huì)高一些，同時(shí)同樣孔隙率的情況下，越厚的產(chǎn)品，其透氣率會(huì)稍差，使得電池的內(nèi)阻會(huì)高一點(diǎn)。

　　對(duì)于消耗型鋰電池(手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)中使用的電池)，25微米的隔膜逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)。然而，由于人們對(duì)便攜式產(chǎn)品的使用的日益增長(zhǎng)，更薄的隔膜，比如說20微米、18微米、16微米、甚至更薄的隔膜開始大范圍的應(yīng)用。

　　總體來講隔膜的厚度直接影響鋰電池的安全性、容量和內(nèi)阻等指標(biāo)，對(duì)于動(dòng)力電池來說，由于裝配過程的機(jī)械要求，往往需要更厚的隔膜，當(dāng)然對(duì)于動(dòng)力用的大電池，安全性也是非常重要的，而厚一些的隔膜往往同時(shí)意味著更好的安全性。目前常用的隔膜厚度一般為9～32um。

　　如何檢測(cè)鋰電隔膜厚度？

　　一、單架X射線確保隔膜厚度在線檢測(cè)的精準(zhǔn)性

　　隔膜厚度在線檢測(cè)原理主要是將射線通過隔膜以后的衰減量轉(zhuǎn)換成隔膜厚度。這意味著在檢測(cè)過程中必須要保證檢測(cè)的精度和穩(wěn)定性。

　　通過傳感器恒溫控制技術(shù)及內(nèi)標(biāo)樣技術(shù)來保證檢測(cè)的精度和穩(wěn)定性。其中，內(nèi)標(biāo)樣技術(shù)可以自動(dòng)定期標(biāo)定，以保證傳感器的穩(wěn)定性，從而消除空氣中粉塵帶來的影響，尤其是在測(cè)陶瓷涂層時(shí)，會(huì)出現(xiàn)陶瓷掉粉等現(xiàn)象。

　　在檢測(cè)過程中，由于陶瓷涂層厚度非常低，測(cè)量準(zhǔn)確度一直被行業(yè)內(nèi)的人士質(zhì)疑。使用單架的X射線來檢測(cè)陶瓷涂層厚度。

　　以基膜為20μ，陶瓷涂布量為2μ和4μ的數(shù)據(jù)來為X射線分析：空載數(shù)據(jù)I0=54272，20μm基膜的測(cè)量數(shù)據(jù)Ib=53383，20μm+2μm(涂層)的測(cè)量數(shù)據(jù)Ir=51590測(cè)得20μm+4μm(涂層)的測(cè)量數(shù)據(jù)是49829。通過公式算出來對(duì)應(yīng)的基膜是20.017μ，靈敏度K值是1212，陶瓷涂布量為2的數(shù)值是2.008，它的K值是58.8；對(duì)應(yīng)陶瓷涂布量為4μ的數(shù)值是4.051，K值也一樣是58.8。

　　這就很好的說明了一個(gè)問題，陶瓷涂層的衰減量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原膜。兩者靈敏度相差20倍左右，所以說用X射線在涂布后測(cè)的數(shù)據(jù)主要反映了陶瓷涂層的厚度，基膜的衰減量相對(duì)陶瓷來說小到可以忽略不計(jì)。

　　用其他幾種隔膜做了測(cè)試，對(duì)應(yīng)20μ的原膜，厚度變化都是在3μ以內(nèi)。通過計(jì)算和實(shí)際測(cè)量，對(duì)應(yīng)原膜厚度3μ的變化，采用X射線測(cè)厚的顯示誤差為正負(fù)0.08μ。也就是說用X射線在涂完陶瓷的隔膜上檢測(cè)，當(dāng)基膜變化在3μ的情況下，對(duì)陶瓷涂層檢測(cè)的誤差影響也只有正負(fù)0.08μ以內(nèi)，而這個(gè)誤差完全可以忽略。

　　二、隔膜厚度的在線控制技術(shù)

　　隔膜厚度在線控制技術(shù)主要有兩個(gè)，一個(gè)是MD(縱向)控制和CD(橫向)控制；另一個(gè)是隔膜在線機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)。

　　1)MD控制和CD控制

　　所謂的MD控制和CD控制就是指通過控制上料螺桿轉(zhuǎn)速或牽引速度來進(jìn)行MD方向的厚度閉環(huán)控制；以及通過掃描架進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，最終實(shí)現(xiàn)CD方向的數(shù)據(jù)閉環(huán)控制。

　　其中的關(guān)鍵技術(shù)就是CD的橫幅對(duì)位技術(shù)，也就是掃描架的檢測(cè)數(shù)據(jù)必須和全幅模頭的位置一一精準(zhǔn)對(duì)位，此外，還要考慮膜的收縮因素，只有對(duì)位準(zhǔn)，才能控得好。

　　2)隔膜在線機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)

　　可能有人會(huì)覺得通過相機(jī)就能夠檢測(cè)到隔膜上面的漏涂、黑點(diǎn)等，但圖像處理板不僅能檢測(cè)，還能進(jìn)行智能分析。

　　據(jù)了解，隔膜里面非常關(guān)鍵的就是針孔的識(shí)別，針對(duì)隔膜檢測(cè)推出了針孔識(shí)別技術(shù)，就是通過多道成像曝光來區(qū)別針孔和亮斑的技術(shù)。除了針孔識(shí)別以外還具有其他的智能分類功能，也就是智能分類的算法。通過智能分類，可以提供全面的瑕疵分析數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)完善設(shè)備和工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　作為四大主材之一的隔膜，雖然其組成成分比較單一，但測(cè)試的項(xiàng)目還是比較多的，隨著技術(shù)的發(fā)展，陶瓷隔膜已經(jīng)的到了廣泛的應(yīng)用，涂膠隔膜、功能性涂層隔膜、無紡布隔膜等新型隔膜也逐漸應(yīng)用到了鋰電池中，相信在不就的將來，更多高安全性、高機(jī)械性能的隔膜也將逐漸走入到鋰電池行業(yè)中。