電池隔膜的透氣性測試

摘要：本文簡要介紹了電池的結構、電池隔膜的作用以及隔膜透氣性的優(yōu)劣對電池性能產(chǎn)生的影響，并介紹了隔膜透氣性檢測專用設備LabthinkBTY-Den的實際測試情況。

隔膜是構成電池的基本材料之一，置于電池的正負電極之間，有利于提高電池的比容量和比能量，降低電池的內(nèi)阻。好的電池隔膜對于電子絕緣性、離子導電性、材料的厚度和均勻性、力學強度、耐堿性、透氣性以及電化學穩(wěn)定性都有要求。


1電池結構


電池主要由正極、負極、隔板、電解液四部分構成（參見圖1），隔膜是特殊形式的隔板。在使用隔膜之前，漿糊紙曾用作隔板廣泛應用于糊式電池和紙板電池中，當電池工業(yè)發(fā)展到堿性電池、二次電池之后，以前的漿糊紙已經(jīng)無法滿足電池設計的要求，在多種指標上均占優(yōu)勢的隔膜就成為主要使用的隔板了。

2電池隔膜的作用

電池隔膜是電池結構中最重要的一部分，它作為電池的正負極之間的隔離板，首先它必須具備良好的電絕緣性，其次由于它在電解液中處于浸濕狀態(tài)，必須具備良好的耐堿性，并且要有良好的透氣性等。因此電池制造商在選擇隔膜時多選用在較廣的溫度范圍內(nèi)（-55℃～85℃）保持電子穩(wěn)定性、體積穩(wěn)定性、和化學穩(wěn)定性，對電子呈高阻，對離子呈低阻，便于氣體擴散的盡量薄的隔離板。

隔膜性能的好壞在很大程度上將影響電池的循環(huán)壽命和自放電狀況，隔膜孔洞、厚度、阻抗的設計也成為判別電池品質(zhì)好壞的重要指標。對于鎳氫電池，如果隔膜的透氣性不好，電池過充時正極產(chǎn)生的氧氣可能無法被快速復合掉，造成電池內(nèi)壓升高，當壓力升高達到一定值后將從安全閥泄壓從而造成電解液的損失；隔膜透氣性好將有利于電池的氧復合順利進行，增加電池的耐過充性能。對于鋰電池，如果隔膜的透氣性不好，將影響鋰離子在正負極之間的傳遞，繼而影響鋰電池的充放電。

3電池隔膜的透氣性檢測

隔膜的透氣性主要是針對氧氣而言，它需要達到一定的范圍以滿足使用要求。隔膜的透氣性、面密度、吸堿百分比等參數(shù)都是相互關聯(lián)的。如果隔膜透氣性很大，則隔膜的面密度就會有所降低，這會對電池的性能產(chǎn)生一定的影響。但是如果其它各項參數(shù)均達到理想的范圍內(nèi)，而隔膜的透氣性卻不好，一樣會影響電池的性能，因此對隔膜的透氣性進行檢測是很有必要的。

4BTY-Den透氣性測試儀

BTY-Den透氣性測試儀是在LabthinkBTY-B1的基礎上改型制造的。LabthinkBTY-Den采用正壓法，能夠提供的上下測試腔的壓差可達0.1Mpa，完全可以滿足電池隔膜透氣性檢測的壓力條件；再者，BTY-Den采用高分辨率的傳感器為電池隔膜的精確測量提供了可*保障，由于傳感器的分辨率高，同時也提高了試驗的測試效率。

使用BTY-Den透氣性測試儀檢測電池隔膜A、B，材質(zhì)均未知（客戶提供），壓差為1.22kpa（可調(diào)），部分測試數(shù)據(jù)詳見表1和表2：

BTY-Den可對試樣進行連續(xù)測試并且能夠保持高精度、高數(shù)據(jù)重度性，如隔膜A在4月28日的10:26～11:26期間連續(xù)進行了9次試驗，試驗結果分別為：211.5，203.6，205.9，220.6，214.4，214.2，217.3，211.4，214.3（單位：s/100cc·in2·1.22kpa），計算可得測試平均值是212.6s/100cc·in2·1.22kpa，標準偏差S是5.3，數(shù)據(jù)波動百分比CV%是2.49％，由此看出，數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、重復性是相當好的。

5總結

電池隔膜的透氣性是衡量電池隔膜的一項重要指標，進而也是衡量電池品質(zhì)的一項重要指標。BTY-Den的問世無疑可以促進隔膜質(zhì)量的檢測。另一方面也說明，Labthink蘭光在阻隔性檢測領域中的研究已不僅限于軟包裝材料，而且完全具備了為其它行業(yè)制作相關透氣性測試設備的能力。