鋰離子電池作為新能源領域的核心組件,其安全性和性能直接影響電動汽車、儲能設備及消費電子產品的可靠性。在電池結構中,隔膜作為防止正負極短路、保障離子自由遷移的關鍵材料,其性能直接決定電池的循環壽命、能量密度和熱穩定性。2018年實施的國家標準GB/T 36363-2018《鋰離子電池用聚烯烴隔膜》,系統規范了隔膜的物理性能測試方法與技術指標,為行業提供了科學的質量控制依據。本文將從標準的核心內容、技術亮點及行業意義三方面展開深度解析。
一、標準概述:適用范圍與分類
GB/T 36363-2018適用于以聚烯烴樹脂(如聚乙烯、聚丙烯)為主要原料的鋰離子電池隔膜,同時為涂層隔膜及其他材質隔膜提供參考。標準將隔膜按生產工藝分為三類:
- 干法單向拉伸隔膜:通過單一方向拉伸形成微孔結構,機械強度高,但孔隙率較低。
- 干法雙向拉伸隔膜:雙向拉伸工藝提升孔隙均勻性,兼顧力學性能與離子傳輸效率。
- 濕法雙向拉伸隔膜:以相分離技術制備,孔隙率高、厚度更薄,適用于高能量密度電池。
該標準的核心目標在于通過嚴格的物理性能測試,確保隔膜在復雜工況下的穩定性,從而提升電池安全性與一致性。
二、核心測試項目與技術要求
GB/T 36363-2018明確了隔膜的物理性能指標及試驗方法,重點包括以下四類測試:
1. 厚度偏差測試
- 意義:厚度均勻性直接影響電解液浸潤性與離子傳輸效率,過薄區域易引發局部短路。
- 方法:依據GB/T 6672-2001,使用分辨率≤0.1 μm的測厚儀,在橫向方向等距測量≥3點,縱向每200mm測一組,共5組數據取平均值。
- 儀器泉科瑞達CHY-02H電池隔膜測厚儀,確保高精度測量。
泉科瑞達CHY-02H電池隔膜測厚儀
2. 拉伸強度與斷裂伸長率
- 意義:評估隔膜在裝配及使用過程中的抗拉伸能力,避免因機械應力導致斷裂。
- 方法:按GB/T 1040.3-2006,采用寬15±0.1mm的2型試樣,夾具間距100±5mm,試驗速度250±10mm/min,分別測試縱向與橫向性能。
- 技術指標:干法隔膜拉伸強度≥80MPa,濕法隔膜≥100MPa,斷裂伸長率需滿足縱向≤30%、橫向≤80%。
- 儀器泉科瑞達MTT-02H拉伸測試儀
泉科瑞達MTT-02H拉伸測試儀
3. 熱收縮率測試
- 意義:高溫環境下隔膜尺寸穩定性直接關系電池熱失控風險。
- 方法
- 試樣:100mm×100mm(或100mm×實際寬度),標識縱向與橫向。
- 條件:90±1℃烘烤2小時或120±1℃烘烤1小時,恢復至室溫后測量收縮率。
- 計算:收縮率=(加熱前長度-加熱后長度)/加熱前長度×100%。
- 儀器泉科瑞達HSRT-02熱收縮試驗儀,配備鼓風式恒溫箱與濾紙夾持裝置。
泉科瑞達HSRT-02熱收縮試驗儀
4. 穿刺強度測試
- 意義:模擬電極顆?;蜾囍Т檀└裟さ臉O端場景,評估抗穿刺能力。
- 方法
- 儀器:穿刺針直徑1.0mm,尖端半徑0.5mm,穿刺速度100±10mm/min。
- 環境:溫度(23±2)℃、濕度(50±10)%,測試前樣品需預調節4小時。
- 數據:記錄最大穿刺力(N)并計算穿刺強度(N/μm)。
- 技術指標:穿刺強度需≥0.2N/μm,濕法隔膜通常優于干法隔膜。
- 儀器泉科瑞達BMCT-01穿刺力測試儀
泉科瑞達BMCT-01穿刺力測試儀
三、技術亮點與行業價值
- 環境模擬與數據精準性
標準強調測試環境的溫濕度控制(23±2℃、50±10%RH),確保數據可比性;熱收縮率測試結合90℃與120℃條件,全面反映隔膜在高溫下的尺寸穩定性。 - 分類細化與工藝導向
按生產工藝分類,針對性制定性能指標,推動干法、濕法工藝技術迭代。例如,濕法隔膜憑借更高拉伸強度與更低熱收縮率,成為高能量密度電池的首選。 - 安全閾值明確化
穿刺強度測試引入“穿刺強度(N/μm)”指標,將厚度因素納入考量,避免單純依賴絕對穿刺力值的局限性,更科學地評估隔膜安全性。 - 產業鏈協同效應
標準為隔膜生產企業、電池制造商及檢測機構提供統一的技術基準,降低研發與質量控制成本,加速優質產品市場化進程。
結語
GB/T 36363-2018不僅是鋰離子電池隔膜的“質量標尺”,更是推動行業技術進步與產業升級的重要引擎。通過嚴格遵循該標準,企業能夠精準把控材料性能,為全球新能源產業的安全與可持續發展提供堅實保障。
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