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隔膜離子電導(dǎo)率測(cè)試

隔膜離子電導(dǎo)率測(cè)試
利電  2024-09-30  |  閱讀:916

前言隔膜離子電導(dǎo)率在電池技術(shù)中扮演著至關(guān)重要的角色,其重要性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

一、影響電池內(nèi)阻

隔膜離子電導(dǎo)率決定了離子在膜中傳輸?shù)碾y易程度。高電導(dǎo)率的隔膜可以減少離子傳輸時(shí)的阻力,從而降低電池的內(nèi)阻。在充放電過(guò)程中,低內(nèi)阻意味著更小的能量損失,有助于提高電池的整體效率。

二、提高電池充放電性能

高電導(dǎo)率的隔膜允許離子更快速地通過(guò),這直接提升了電芯的充放電速度。同時(shí),高電導(dǎo)率還有助于減少離子在膜中的積聚,保持電池的容量穩(wěn)定,延長(zhǎng)電池的使用壽命。

三、增強(qiáng)電池安全性

隔膜的離子電導(dǎo)率還與電池的安全性密切相關(guān)。高電導(dǎo)率的隔膜可以更有效地分散離子,減少局部積聚的風(fēng)險(xiǎn),從而降低電池內(nèi)部短路和熱失控的可能性。這對(duì)于提高電池在極端條件下的穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。

四、優(yōu)化電池設(shè)計(jì)

通過(guò)選擇具有合適電導(dǎo)率的隔膜,設(shè)計(jì)者可以平衡電芯的性能、安全性以及成本等因素,從而優(yōu)化電芯的整體設(shè)計(jì)。這有助于生產(chǎn)出性能更優(yōu)、成本更低的電池產(chǎn)品,滿足市場(chǎng)需求。

五、影響電池循環(huán)壽命

隔膜的離子電導(dǎo)率還直接影響著電池的循環(huán)壽命。如果隔膜的離子電導(dǎo)率較低,離子傳輸?shù)淖枇?huì)增加,導(dǎo)致電池內(nèi)部的電壓損失增大。這不僅會(huì)降低電池的循環(huán)壽命,還會(huì)影響電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

六、受多種因素影響

隔膜離子電導(dǎo)率的大小受到多種因素的影響,包括隔膜的材料、厚度、孔隙率以及電解液的性質(zhì)等。因此,在設(shè)計(jì)和制造電池時(shí),需要綜合考慮這些因素,以獲得最佳的離子電導(dǎo)率和電池性能。

綜上所述,隔膜離子電導(dǎo)率是評(píng)價(jià)電池性能和安全性的重要指標(biāo)之一,其重要性不容忽視。在電池技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中,不斷提高隔膜的離子電導(dǎo)率將是一個(gè)重要的研究方向。

1、 測(cè)試信息:隔膜:陶瓷隔膜、Celgard 2500,裁切成20mm直徑圓片,反應(yīng)面積為16mm直徑的圓;電解液:常規(guī)電解液

2、 測(cè)試步驟:

1、在手套箱中,將隔膜放入治具(江蘇利電)中,加入過(guò)量電解液使其完全浸沒(méi),浸潤(rùn)30min后測(cè)試EIS;

2、測(cè)試參數(shù)為頻率100000~1HZ,擾動(dòng)電壓10mV;

image.png

3、測(cè)試原理:

1、測(cè)試1-4層隔膜的阻抗,得到R1,R2,R3 R4;

2、以隔膜層數(shù)為橫坐標(biāo),隔膜電阻為縱坐標(biāo)做曲線,求出曲線斜率和線性擬合度,線性擬合度需≥0.99;

3、 根據(jù)下列公式計(jì)算離子電導(dǎo)率;

image.png

3、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):

Celgard 2500EIS測(cè)試結(jié)果:

image.png

陶瓷隔膜EIS測(cè)試結(jié)果:

image.png

數(shù)據(jù)整理:

image.png

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:1.平行樣之間COV值<5% 2.離子電導(dǎo)率2500<陶瓷


5、測(cè)試總結(jié):本文通過(guò)測(cè)試隔膜離子電導(dǎo)率,可以評(píng)估隔膜的導(dǎo)電性能,可以更好評(píng)估其在電池中的離子傳輸效率,直接影響電池的性能、能量密度、安全性及使用壽命。高離子電導(dǎo)率意味著隔膜能更有效地促進(jìn)離子在電極間的遷移,從而提升電池的整體效率和性能。


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