(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010596940.7
(22)申请日 2020.06.28
(71)申请人 深圳市星源材质科技股份有限公司
地址 518100 广东省深圳市光明新区公明
办事处田园路北
(72)发明人 林陆菁 张佳宁 杨雪梅 陈秀峰
(74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理
有限公司 44224
代理人 李睿
(51)Int.Cl.
G01N 5/02(2006.01)
G01N 15/08(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种隔膜的吸液率和保液率的
隔膜的至少一侧层叠设置一层无孔膜形成待测
卷的总质量；将承载有待测试样卷的壳体部分浸
入测试试剂中，使位于壳体开口的一端的待测试
样卷接触测试试剂，静置使待测试样卷中的隔膜
吸取测试试剂；取出壳体，去除壳体表面吸附的
测试试剂，称量壳体和待测试样卷的总质量；将
承载有待测试样卷的壳体开口的一端向上静置
使测试试剂挥发，称量壳体和待测试样卷的总质
量，根据公式计算待测隔膜的吸液率和保液率。
上述测试方法能够准确地表征隔膜一端的吸液
性能和保液性能。权利要求书1页 说明书8页 附图2页CN 111879651 A 2020.11.03
C N 111879651
A
1.一种隔膜的吸液率和保液率的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
在重量为M 0的待测隔膜的至少一侧层叠设置一层无孔膜，所述无孔膜遮蔽所述待测隔膜，形成待测样；
将所述待测样卷绕形成待测试样卷，并置于一端开口、一端封闭的壳体中，所述待测试样卷的一端与所述壳体封闭的一端接触，所述待测试样卷的侧面与所述壳体的内壁贴合，称量所述壳体及所述待测试样卷的总质量，记为M 1；
将承载有所述待测试样卷的所述壳体部分浸入测试试剂中，使位于所述壳体开口的一端的所述待测试样卷接触所述测试试剂，静置使所述待测试样卷中的所述隔膜吸收所述测试试剂；
取出所述壳体，去除所述壳体表面吸附的所述测试试剂，然后称量所述壳体和所述待测试样卷的总质量，记为M 2；及
将承载有所述待测试样卷的所述壳体的开口的一端向上静置使所述测试试剂挥发，称量所述壳体和所述待测试样卷的总质量，记为M 3，根据如下公式计算所述待测隔膜的吸液率和保液率：
吸液率V(％)＝[(M 2-M 1)/M 0]×100％；
保液率N(％)＝[(M 3-M 1)/(M 2-M 1)]×100％。
2.根据权利要求1所述的隔膜的吸液率和保液率的测试方法，其特征在于，所述无孔膜为金属箔或聚合物膜，所述金属箔选自铜箔、铝箔及锡箔中的一种，所述聚合物膜选自PET 膜、PP膜、PE膜及PVDF膜中的一种。
3.根据权利要求1所述的隔膜的吸液率和保液率的测试方法，其特征在于，所述无孔膜的厚度小于或等于所述待测隔膜的厚度。
4.根据权利要求1所述的隔膜的吸液率和保液率的测试方法，其特征在于，所述待测隔膜和所述无孔膜均为长条状，所述将所述待测样卷绕形成待测试样卷的步骤中，沿所述待测样的长度方向进行卷绕；及/或，所述待测试样卷为圆柱形实心卷。
5.根据权利要求1所述的隔膜的吸液率和保液率的测试方法，其特征在于，所述壳体的材料为不锈钢、铝、铜、PET、PMMA及ABS中的一种。
6.根据权利要求1所述的隔膜的吸液率和保液率的测试方法，其特征在于，所述测试试剂选自乙醇、醋酸及电解液中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的隔膜的吸液率和保液率的测试方法，其特征在于，所述壳体的高度与所述待测试样卷的高度相同。
8.根据权利要求1～7任一项所述的隔膜的吸液率和保液率的测试方法，其特征在于，所述将承载有所述待测试样卷的所述壳体部分浸入盛有测试试剂的容器中的步骤中，浸入所述测试溶剂中的所述壳体的高度占所述壳体的总高度的比例不超过50％。
9.根据权利要求1～7任一项所述的隔膜的吸液率和保液率的测试方法，其特征在于，所述将承载有所述待测试样卷的所述壳体开口的一端向上静置使所述测试试剂挥发的步骤中，温度为25℃～75℃，静置时间为1h～2h。
10.根据权利要求1～7任一项所述的隔膜的吸液率和保液率的测试方法，其特征在于，所述静置使所述待测试样卷中的所述隔膜吸收所述测试试剂的步骤中，静置的时间为1h～2h。
权 利 要 求 书1/1页CN 111879651 A
隔膜的吸液率和保液率的测试方法
技术领域
[0001]本发明涉及隔膜领域，特别是涉及一种隔膜的吸液率和保液率的测试方法。
背景技术
[0002]电池的离子电导率是影响电池性能的最重要因素之一。隔膜的吸液保液性有利于隔膜与电解液的充分接触和保持，从而提高离子导电性。隔膜的吸液保液性不好会使电池电阻增加，影响电池的循环性能和充放电效率。同时，隔膜的吸液保液性吸液还与隔膜的孔结构紧密相关。大孔径、高孔隙率则隔膜具有较好的吸液性，电池的离子电导率也就越高；小孔径、较低的孔隙率则隔膜具有较好的保液性。想要兼顾吸液性和保液性，需要对孔结构进行控制，因而隔膜的吸液保液性的测试对于隔膜的实际孔结构的评判有极其重要的意义。
[0003]在卷绕电池中，隔膜夹设于正负极之间沿着长度方向(MD方向)进行卷绕后置于电池壳中，电解液从卷绕体的一端注入，因而需要隔膜的端面应具有良好的吸液性和保液性。而传统技术仅公开了隔膜表平面吸液和保液的测试手段，而没有关于隔膜两端面的吸液和保液性的测试方法，不能较好地体现隔膜
两端面的吸液保液性能。
发明内容
[0004]基于此，有必要提供一种能够准确测试隔膜端面的吸液保液性能的测试方法。[0005]一种隔膜的吸液率和保液率的测试方法，包括如下步骤：
[0006]在重量为M0的待测隔膜的至少一侧层叠设置一层无孔膜，所述无孔膜遮蔽所述待测隔膜，形成待测样；
[0007]将所述待测样卷绕形成待测试样卷，并置于一端开口、一端封闭的壳体中，所述待测试样卷的一端与所述壳体封闭的一端接触，所述待测试样卷的侧面与所述壳体的内壁贴合，称量所述壳体及所述待测试样卷的总质量，记为M1；
[0008]将承载有所述待测试样卷的所述壳体部分浸入测试试剂中，使位于所述壳体开口的一端的所述待测试样卷接触所述测试试剂，静置使所述待测试样卷中的所述隔膜吸收所述测试试剂；
[0009]取出所述壳体，去除所述壳体表面吸附的所述测试试剂，然后称量所述壳体和所述待测试样卷的总质量，记为M2；及
[0010]将承载有所述待测试样卷的所述壳体的开口的一端向上静置使所述测试试剂挥发，称量所述壳体和所述待测试样卷的总质量，记为M3，根据如下公式计算所述待测隔膜的吸液率和保液率：
[0011]吸液率V(％)＝[(M2-M1)/M0]×100％；
[0012]保液率N(％)＝[(M3-M1)/(M2-M1)]×100％。
[0013]在其中一个实施例中，所述无孔膜为金属箔或聚合物膜，所述金属箔选自铜箔、铝箔及锡箔中的一种，所述聚合物膜选自PET膜、PP膜、PE膜及PVDF膜中的一种。
[0014]在其中一个实施例中，所述无孔膜的厚度小于或等于所述待测隔膜的厚度。[0015]在其中一个实施例中，所述待测隔膜和所述无孔膜均为长条状，所述将所述待测样卷绕形成待测试样卷的步骤中，沿所述待测样的长度方向进行卷绕；及/或，所述待测试样卷为圆柱形实心卷。
[0016]在其中一个实施例中，所述壳体的材料为不锈钢、铝、铜、PET、PMMA及ABS中的一种。
[0017]在其中一个实施例中，所述测试试剂选自乙醇、醋酸及电解液中的至少一种。[0018]在其中一个实施例中，所述壳体的高度与所述待测试样卷的高度相同。
[0019]在其中一个实施例中，所述将承载有所述待测试样卷的所述壳体部分浸入盛有测试试剂的容器中的步骤中，浸入所述测试溶剂中的所述壳体的高度占所述壳体的总高度的比例不超过50％。
[0020]在其中一个实施例中，所述将承载有所述待测试样卷的所述壳体开口的一端向上静置使所述测试试剂挥发的步骤中，温度为25℃～75℃，静置时间为1h～2h。
[0021]在其中一个实施例中，所述静置使所述待测试样卷中的所述隔膜吸收所述测试试剂的步骤中，静置的时间为1h～2h。
[0022]上述隔膜的吸液率和保液率的测试方法采用无孔膜设置在待测隔膜至少一侧，使得隔膜卷绕成待测试样卷时，相邻隔膜层被无孔膜间隔，避免了隔膜从一端吸取测试试剂后在隔膜表面间互相吸取的情况。将待测试样卷置于一端开口、一端封闭的壳体中，开口端接触测试试剂，利用隔膜内部多孔结构形成的毛细现象吸收测试试剂，相比隔膜完全浸入测试试剂的传统方法，更能准确地表征隔膜端面的吸液性。另外，壳体的一端封闭使得在测试保液性的时候，测试试剂仅从开口一端挥发，避免从另一端挥发而影响测试一端的保液性的准确性。因此，上述隔膜的吸液率和保液率的测试方法通过隔膜和无孔膜、壳体的配合，利用隔膜多孔结构形成的毛细现象吸收测试试剂，能够准确地表征隔膜端面的吸液性能和保液性能，能更真实地反应隔膜端部的孔结构，对卷绕式电池的组装具有指导作用。
附图说明
[0023]图1为一实施方式的隔膜的吸液率和保液率的测试方法的工艺流程图；
[0024]图2为图1所示的流程图中步骤S130中测试吸液性能过程中的示意图；
[0025]图3为图1所示的流程图中步骤S150中测试保液性能过程中的示意图。
具体实施方式
[0026]为了便于理解本发明，下面将结合具体实施方式对本发明进行更全面的描述。具体实施方式中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0027]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0028]请参阅图1，一实施方式的隔膜的吸液率和保液率的测试方法为隔膜端面的吸液
率和保液率的测试方法，包括如下步骤：
[0029]步骤S110：在重量为M0的待测隔膜的至少一侧层叠设置一层无孔膜，无孔膜遮蔽待测隔膜，形成待测样。
[0030]具体地，在本实施方式中，待测隔膜为电池隔膜。待测隔膜为长条状。待测隔膜可以从已切割好
一定宽度的隔膜卷中，沿长度方向截取一定长度而得到。在本实施方式中，待测隔膜的长度和宽度没有特别限定，采用本领域常用的测试吸液率和保液率的隔膜的长度和宽度即可。
[0031]具体地，待测隔膜具有多孔结构。例如，待测隔膜为聚乙烯微孔隔膜、聚丙烯微孔隔膜、聚丙烯-聚乙烯微孔隔膜、无纺布微孔隔膜或聚酰亚胺微孔隔膜等。可以理解，待测隔膜不限于为上述列举出的隔膜，具有多孔结构的本领域常用的电池隔膜均可以作为本实施方式的待测隔膜。
[0032]具体地，无孔膜的形状和待测隔膜的形状相同。无孔膜为长条状。进一步地，无孔膜的长度和宽度与待测隔膜的长度和宽度相同或稍大一些。无孔膜不具有吸取测试试剂和使测试试剂挥发扩散的作用。在其中一个实施例中，无孔膜为金属箔或聚合物膜，金属箔选自铜箔、铝箔及锡箔中的一种，聚合物膜选自PET膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)、PP膜(聚丙烯膜)、PE膜(聚乙烯膜)及PVDF膜中(聚偏氟乙烯膜)的一种。可以理解，在其他实施例中，无孔膜并不限于上述材料，还可以为本领域常用的其他无孔膜，任何不具有吸取测试试剂且不使测试试剂通过的膜材料均可以作为本实施方式的无孔膜。
[0033]进一步地，无孔膜的厚度小于或等于待测隔膜的厚度。在实际测试过程中，无孔膜的厚度应尽可能地薄，因而不会使卷绕后的试样卷直径过大不方便操作。
[0034]在其中一个实施例中，在重量为M0的待测隔膜的两侧分别层叠设置一层无孔膜，无孔膜遮蔽待测隔膜。在实际测试过程中，取两张与待测隔膜的形状和尺寸相同的无孔膜，将待测隔膜夹于两张无孔膜
之间，形成待测样。另外，在实际测试过程中，可以截取同一批次的多个待测隔膜进行测试，取多个测试的平均值作为该待测隔膜的吸液率和保液率。[0035]在待测隔膜的至少一侧层叠设置无孔膜，能够使得卷绕后的相邻隔膜被无孔膜间隔，避免了待测隔膜从端部吸取测试试剂后在隔膜表面间互相吸取测试试剂的情况发生，影响测试隔膜端面的吸液和保液性能的准确性。同时也模拟了隔膜在电池正负极间的测试环境，使测试数据更接近实际使用，并且能真实地反应隔膜端部的吸液性。
[0036]步骤S120：将待测样卷绕形成待测试样卷，并置于一端开口、一端封闭的壳体中，待测试样卷的一端与壳体封闭的一端接触，待测试样卷的侧面与壳体的内壁贴合，称量壳体及待测试样卷的总质量，记为M1。
[0037]具体地，将待测样卷绕形成待测试样卷的步骤中，沿待测样的长度方向进行卷绕。待测试样卷为圆柱形实心卷。将待测样卷绕成圆柱形实心卷能够避免测试试剂从非实心的试样卷心端挥发，造成了非端面挥发影响最终端面保液性测试数据的准确性。
[0038]壳体的材料为不锈钢、铝、铜、PET、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)及ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)中的一种。壳体的材料不限于上述材料，还可以为其他不与测试溶剂反应的材料。在其中一个实施例中，壳体的高度与待测试样卷的高度相同。
[0039]具体地，在实际测试过程中，将待测试样卷所要测试吸液率一端的待测隔膜置于壳体开口的一侧，
另一端与壳体封闭的一端接触。
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