一种锂离子电池极片涂层内聚力的测试方法技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池极片涂层内聚力的测试方法，包括以下步骤：（1）制样：将浆料涂覆于集流体表面，经过烘干，辊压得到极片，将极片表面的料用刀片刮下来，得到粉料；（2）压片：将粉料放入压片机内制成圆饼状压片；（3）内聚力测试：将圆饼状压片，用拉力机测试其强度，压头下压，直到圆饼状的压片被破坏，记录在此过程中的最大受力和圆饼状压片的位移；（4）结果判断：对比不同极片所制成的圆饼状压片的位移，位移越大，内聚力越大，反之，位移越小，内聚力越小；极片样品的最大受力值，近似为该极片的内聚力。本发明专利技术的锂离子电池极片涂层内聚力的测试方法，具有方法简单、准确度高、容易操作和实现。和实现。和实现。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池极片涂层内聚力的测试方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池极片
，具体涉及一种锂离子电池极片涂层内聚力的测试方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池极片涂层的微观结构由分子级的子层构成，涂层的内聚力即为这些子层的粘合力。电池极片涂层内聚力不仅反映了锂离子电池极片涂层子层之间粘结力的差异，还直接影响锂离子电池的内阻和循环寿命等性能。在锂离子电池充放电过程中，锂离子的嵌入与迁出都会导致正负极极片涂层的膨胀和收缩，此时极片涂层的内聚力大小会起到至关重要的作用；若电池极片涂层的内聚力不够，正负极极片的涂层在锂离子嵌入与迁出的过程中就会出现涂层脱落的情况。因此，在锂离子电池的研究和生产中有必要对电池极片涂层进行内聚力测试。
[0003]现有技术中极片涂层内聚力测试主要是通过一个粘接性相对较小的胶带，贴在极片表面，然后拉力机拉开胶带，此时极片一部分被胶带粘接走，一部分仍停留在箔材上，通过这样的方法来评估测试极片的内聚力。
[0004]中国专利CN109994708A中公开了测试极片涂层内聚力的方法，具体是：用双面胶将负极极片的一面粘接在不锈钢板上，负极片的另一面用绿胶粘贴，用拉力机进行测试，将绿胶与负极片表面180度反向剥离，观察绿胶表面，若残留一层完整的负极膜片，则此时测得的力认为是负极片的内聚力；但该测试方法要求所用绿胶粘结性要高于极片真实内聚力，且低于极片与集流体的粘接力，这在实际操作中较难实现，往往绿胶粘接下来的部分是呈岛状分布的非连续的膜片，达不到真实内聚力的程度，而且对于内聚力很大的极片来说，该测试方法尤其不准确。
[0005]中国专利CN105203451A公开了一种涂层内聚力的表征方法，具体为：在单面带有涂层的待测试片含有涂层的一面贴装胶带，并预留所述胶带的一端未贴装在所述待测测试片上；固定所述待测试片，利用所述胶带未贴装的一端将所述胶带从所述涂层表面剥离，测定所述胶带从所述涂层表面剥离后的剥离力，利用所述剥离力表征涂层的内聚力值；此表征方法中采用美纹纸胶带测试内聚力，需要满足胶带的粘接性要高于极片真实内聚力，且低于极片与集流体的粘接力，这在实际操作中较难实现，且该专利是通过胶带粘接后，集流体上涂层的残留重量占涂层总重量的占比大小来判断内聚力的大小，但胶粘接下来的部分是呈岛状分布的非连续的膜片，会导致实际测试误差很大。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种锂离子电池极片涂层内聚力的测试方法，具有方法简单、准确度高、容易操作和实现。
[0007]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种锂离子电池极片涂层内聚力的测试方法，包括以下步骤：
（1）制样：将正极或负极浆料涂覆于集流体表面，经过烘干，辊压得到极片，将极片表面的料用刀片刮下来，得到粉料；（2）压片：将步骤（1）的粉料，放入压片机内制成圆饼状压片；（3）内聚力测试：将步骤（2）制得的圆饼状压片，用拉力机测试其强度，压头下压，直到圆饼状的压片被破坏，记录在此过程中的最大受力和圆饼状压片的位移；（4）结果判断：对比不同极片所制成的圆饼状压片的位移，位移越大，内聚力越大，反之，位移越小，内聚力越小；极片样品的最大受力值，近似为该极片的内聚力。
[0008]优选的，粉料的重量≥10g。
[0009]优选的，步骤（2）压片的具体过程为：将步骤（1）的粉料，放入压片机内，用5
‑
15 MPa的压力压成圆饼状压片，所述圆饼状压片的直径为4
‑
6 cm，厚度为0.5
‑
1.5 cm。
[0010]优选的，所述拉力机包括还包括基座，所述基座上设有放置圆饼状压片的圆孔。
[0011]更优选的，所述圆饼状压片的直径小于圆孔的直径。
[0012]优选的，不同极片所制成的圆饼状压片中的直径和厚度相同。
[0013]优选的，所述圆饼状压片的位移为拉力机中压头初始位置与最终位置的距离差，所述初始位置为压头刚接触圆饼状压片的位置，所述最终位置为受力最大时压头的位置。
[0014]优选的，所述压头以30
‑
70 mm/min速度下压。
[0015]本专利技术测试内聚力的验证方法包含以下步骤：（1）在长方体聚四氟乙烯的模具（长方体的长宽深分别为20、10、5cm）中加入固定量正极或负极浆料， 100℃下烘烤24h后得到长方体块（长宽分别为20cm、10cm），记为C1，其中，若为正极浆料，取0.5Kg固定量正极浆料，若为负极浆料，取0.8Kg固定量负极浆料；（2）将C1放置在铁氟龙上，用尺寸大于C1的压块（压块底部贴上一层铁氟龙），压住C1，压块重量固定为50Kg，压的时间固定为10分钟，压完后得到的压块，记为C2；（3）将C2放置在铁氟龙上，20*10cm的面朝下，用切刀切割压块，切刀的切割方向垂直于20*10cm的面，沿着长方体长度方向，每间隔2cm切割一刀，共计切割9刀，收集切面掉落的粉末以及粘在刀上的粉末，对粉末的总量进行称重；（4）两种不同的负极片或正极片，按照上述步骤得到的粉末总量分别是m1和m2，粉末重量较大的，对应的极片的内聚力较小；粉末重量较小的，对应的极片的内聚力较大；粉末重量相同，对应的极片的内聚力相同。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的测试极片内聚力的方法，方法简单，容易操作和实现，且相对比较准确。
附图说明
[0017]图1为本专利技术中强度测试的结构示意图。
[0018]其中：1是压头，2是圆饼状压片，3是圆形孔，4是基座。
具体实施方式
[0019]以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。
实施例
[0020]一种锂离子电池极片内聚力的测试方法，包括以下步骤：（1）制样：将两种负极浆料分别涂覆于集流体（8μm铜箔）表面，其中负极浆料包括52.25%石墨（杉杉FSN
‑
1），1.1%炭黑（特密高SP），0.825%CMC（大赛璐2200），0.825%SBR，45%去离子水，两种浆料仅粘结剂不同，粘结剂分别为韩松的A301（记为X
‑
B）和道赢的GD1346L（记为Y
‑
B），经过烘干，辊压得到极片X和Y，将极片表面的料用刀片刮下来，刮下的粉料的重量均为15g，粉料分别记为X
‑
B
‑
1和Y
‑
B
‑
1；（2）压片：将步骤（1）的两种粉料，分别放入压片机内，分别用10MPa的压力压成圆饼状压片，圆饼状压片直径均为6cm，厚度均为1cm，两种圆饼状压片分别记为X
‑
B
‑1‑
a和Y
‑
B
‑1‑
a；（3）强度测试：将步骤（2）制得的压片，用拉力机（来源于济南兰光机电技术有限公司，型号为XLW）测试其强度，拉力机如图1所示，拉力机包括压头、基座，基座上设有放置圆饼状压片的圆孔，圆孔直径10cm，压头以40 mm/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池极片涂层内聚力的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）制样：将正极或负极浆料涂覆于集流体表面，经过烘干，辊压得到极片，将极片表面的料用刀片刮下来，得到粉料；（2）压片：将步骤（1）的粉料，放入压片机内制成圆饼状压片；（3）内聚力测试：将步骤（2）制得的圆饼状压片，用拉力机测试其强度，压头下压，直到圆饼状的压片被破坏，记录在此过程中的最大受力和圆饼状压片的位移；（4）结果判断：对比不同极片所制成的圆饼状压片的位移，位移越大，内聚力越大，反之，位移越小，内聚力越小；极片样品的最大受力值，近似为该极片的内聚力。2.根据权利要求1所述的锂离子电池极片涂层内聚力的测试方法，其特征在于：粉料的重量≥10g。3.根据权利要求1所述的锂离子电池极片涂层内聚力的测试方法，其特征在于：步骤（2）压片的具体过程为：将步骤（1）的粉料，放入压片机内，用5
‑
15 MPa的压力压成圆饼状压片，所述圆饼状压...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亮，居正伟，顾玲铭，葛科，
申请(专利权)人：江苏海基新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：