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| 标准编号 | GB/T 36363-2018 (GB/T36363-2018) | | 中文名称 | 锂离子电池用聚烯烃隔膜 | | 英文名称 | Polyolefin separator for lithium-ion battery | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | G47 | | 国际标准分类 | 83.140.10 | | 字数估计 | 14,199 | | 发布日期 | 2018-06-07 | | 实施日期 | 2019-01-01 | | 起草单位 | 佛山佛塑科技集团股份有限公司、佛山市金辉高科光电材料股份有限公司、中国电子科技集团公司第18研究所、深圳市星源材质科技股份有限公司、南通天丰电子新材料有限公司、新乡市中科科技有限公司 | | 归口单位 | 全国碱性蓄电池标准化技术委员会(SAC/TC 77) | | 提出机构 | 中华人民共和国工业和信息化部 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 36363-2018
Polyolefin separator for lithium-ion battery
ICS 83.140.10
G47
中华人民共和国国家标准
锂离子电池用聚烯烃隔膜
2018-06-07发布
2019-01-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
中国国家标准化管理委员会 发 布
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布
机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。
本标准由全国碱性蓄电池标准化技术委员会(SAC/TC77)归口。
本标准主要起草单位:佛山佛塑科技集团股份有限公司、佛山市金辉高科光电材料股份有限公司、
中国电子科技集团公司第18研究所、深圳市星源材质科技股份有限公司、南通天丰电子新材料有限公
司、新乡市中科科技有限公司。
本标准参与起草单位:天津力神电池股份有限公司、东莞新能源科技有限公司、比亚迪股份有限公
司、苏州星恒电源有限公司、佛山东航光电科技有限公司、中国乐凯集团有限公司、河北金力新能源材料
科技有限公司、辽源鸿图锂电隔膜科技股份有限公司、沧州明珠塑料股份有限公司。
本标准主要起草人:吴耀根、王磊、肖成伟、黄锦娴、陈秀峰、范建国、施亚琤、荆正军、陈志雄、
刘雪省、梁小全、王向东、孙卫建、陈良、苏金然、王伟、罗明俊、周杰。
锂离子电池用聚烯烃隔膜
1 范围
本标准规定了锂离子电池聚烯烃隔膜(简称隔膜)的术语与定义、分类、要求、试验方法、检验规则、
包装、标志、运输及贮存。
本标准适用于以聚烯烃树脂为主要原料的锂离子电池用隔膜。
锂离子电池用涂层聚烯烃隔膜或使用其他材质的锂离子电池用隔膜可以参照本标准执行。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 1040.3-2006 塑料 拉伸性能的测定 第3部分:薄膜和薄片的试验条件
GB/T 2828.1 计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划
GB/T 2918-1998 塑料试样状态调节和试验的标准环境
GB/T 6672-2001 塑料薄膜和薄片厚度测定 机械测量法
GB/T 6673-2001 塑料薄膜和薄片长度和宽度的测定
GB/T 13542.2-2009 电气绝缘用薄膜 第2部分:试验方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
平均值偏差 meandeviation
平均值与标称值的差值。
3.2
透气度 airpermeability
在测试温湿度、常压环境中,测试仪器施加1.21kPa压力下,100mL空气通过面积为6.45cm2 隔
膜所需要的时间。
3.3
孔隙率 porosity
隔膜内部孔穴的体积占隔膜总体积的百分率。
3.4
原料密度 rawmaterialdensity
组成隔膜的原材料的真密度。
4 分类
按生产工艺将隔膜分为三类:干法单向拉伸隔膜、干法双向拉伸隔膜和湿法双向拉伸隔膜。
5 要求
5.1 外观
5.1.1 隔膜外观
隔膜的外观应符合表1的要求。
表1 隔膜外观
项目名称 要求
未分散原料颗粒、皱纹 符合详细规范或订购文件
异物颗粒、机械损伤 目测不可见
针孔 放大10倍检测不可见
5.1.2 膜卷外观
膜卷的外观应符合表2的要求。
表2 膜卷外观
项目名称 要求
端面卷绕不平整度 ≤0.5mm,无目测可见毛刺
翘边 目测不可见
5.2 尺寸
5.2.1 厚度偏差
隔膜的厚度偏差应符合表3的要求。
表3 厚度偏差
厚度规格
μm
d0≤16 16< d0≤25 d0 >25
平均值偏差
μm
-1.0≤Δd≤1.0 -1.5≤Δd≤1.5 -2.0≤Δd≤2.0
上偏差
μm
≤2.0 ≤2.5 ≤3.0
下偏差
μm
≥-2.0 ≥-2.5 ≥-3.0
5.2.2 宽度偏差
隔膜的宽度偏差应符合表4的要求。
表4 宽度偏差
宽度规格
mm
b0< 100 100≤b0< 200 b0≥200
上偏差
mm
≤0.5 ≤1 ≤2
下偏差
mm
≥0 ≥0 ≥0
5.2.3 弯曲度
隔膜的弯曲度应符合表5的要求。
表5 弯曲度
项目名称 要求
弯曲度 ≤4mm/m
5.3 物理性能
隔膜的物理性能应符合表6的要求。
表6 物理性能
项目 干法单向拉伸 干法双向拉伸 湿法双向拉伸
拉伸强度
MPa
纵向 ≥110 ≥100
横向 ≥10 ≥25 ≥60
断裂伸长率
纵向 ≥80 ≥20
横向 ≥10 ≥80
≥50
90℃,2h热收缩率
纵向 ≤4
横向 ≤0.5 ≤2 ≤2.5
120℃,1h热收缩率
纵向 ≤6
横向 ≤1
≤5 ≤13
穿刺强度
N/μm
≥0.133 ≥0.204
透气度
s/100mL
孔隙率
符合详细规范或订购文件
5.4 电性能
隔膜的电气强度应符合表7的要求。
表7 电气强度
最小电气强度 平均电气强度
≥30V/μm ≥50V/μm
5.5 离子电导率
隔膜的离子电导率由供需双方协商确定。
6 试验方法
6.1 取样方法
取样的隔膜包装应完好无损。在膜卷上去掉表面三层,沿隔膜的宽度切割取样,作外观、尺寸、物理
性能及电性能测试。待测定的隔膜,应密封包装,防止受潮和受污染。
6.2 试样状态调节和试验的标准环境
6.2.1 试样状态调节
试样应按GB/T 2918-1998规定的下列条件进行状态调节:
a) 温度:(23±2)℃;
b) 相对湿度:(50±10)%;
c) 持续时间:不少于4h。
6.2.2 试验的标准环境条件
试验的标准环境条件如下:
a) 温度:(23±2)℃;
b) 相对湿度:(50±10)%。
6.3 外观
用放大10倍的放大镜或光学显微镜检测针孔。用分辨率不低于0.5mm的量具测量膜卷端面卷
绕不平整度。其余外观项目测试方法均采用目测。
6.4 尺寸
6.4.1 厚度偏差
参照GB/T 6672-2001的规定进行。其中测厚仪的分辨率应不大于0.1μm,测量厚度的位置点按
图1所示,沿横向方向等距离测试不少于3点为一组,在纵向方向上每隔200mm测一组,共测试5组。
单位为毫米
说明:
b1=b2,b1+b2≥隔膜横向宽度的80%。
图1 横向测试3个点的厚度测试示意图
计算平均值作为所测隔膜的厚度,并按照式(1)、式(2)和式(3)计算厚度偏差。
Δd=d-d0 (1)
式中:
Δd---隔膜的厚度平均值偏差,单位为微米(μm);
d ---隔膜的厚度平均值,单位为微米(μm);
d0 ---隔膜的标称厚度值,单位为微米(μm)。
Δdmax=dmax-d0 (2)
式中:
Δdmax---隔膜的厚度上偏差,单位为微米(μm);
dmax ---隔膜的厚度的最大测量值,单位为微米(μm);
d0 ---隔膜的标称厚度值,单位为微米(μm)。
Δdmin=dmin-d0 (3)
式中:
Δdmin---隔膜的厚度下偏差,单位为微米(μm);
dmin ---隔膜的厚度的最小测量值,单位为微米(μm);
d0 ---隔膜的标称厚度值,单位为微米(μm)。
6.4.2 宽度偏差
参照GB/T 6673-2001的规定进行,沿纵向方向每隔500mm 测试1次,共测3次,按式(4)和
式(5)计算宽度偏差。
Δbmax=bmax-b0 (4)
式中:
Δbmax---隔膜的宽度上偏差,单位为毫米(mm);
bmax ---隔膜的宽度的最大测量值,单位为毫米(mm);
b0 ---隔膜的标称宽度值,单位为毫米(mm)。
Δbmin=bmin-b0 (5)
式中:
Δbmin---隔膜的宽度下偏差,单位为毫米(mm);
bmin ---隔膜的宽度的最小测量值,单位为毫米(mm);
b0 ---隔膜的标称宽度值,单位为毫米(mm)。
6.4.3 弯曲度
6.4.3.1 试验设备
试验设备应符合下列要求:
a) 平整水平台:其宽度大于被测薄膜宽度,长度大于1000mm,两端不平行度不超过0.1°,桌面
上标有与桌面边缘平行基准线。
b) 直尺:分辨率为0.5mm。
6.4.3.2 试样
剥去隔膜膜卷最外3层薄膜,取一段长度大于1000mm的薄膜作为试样,取样时应缓慢放卷,其
速度约300mm/s。
6.4.3.3 试验步骤
如图2所示,平整水平台上画1000mm长基准线,将隔膜沿纵向放置于基准线上。用手指从一端
起轻压试样,使之与桌面紧密接触,尽可能赶去里面的空气,用手指轻压住试样两端,慢慢的上下移动试
样,使其两端的边缘与基准线的边缘重合。用直尺测量隔膜该纵向边缘与基准线之间的最大垂直距离
d为弯曲度。
单位为毫米
说明:
1---基准线;
2---隔膜;
3---水平台。
图2 弯曲度测试示意图
6.5 物理性能
6.5.1 拉伸强度、断裂伸长率
按GB/T 1040.3-2006的规定进行,采用宽为(15±0.1)mm 的2型试样,夹具间的初始距离
(100±5)mm,试验速度为(250±10)mm/min。
6.5.2 热收缩率
6.5.2.1 试验设备
试验设备应符合下列要求:
a) 鼓风式恒温箱:准确度为±1℃;
b) 不锈钢板;
c) 长度测量器具:分辨率为0.1mm或0.5mm。
6.5.2.2 试样
在膜卷的纵向方向上裁取100mm×100mm的正方形隔膜3块,切取隔膜时应使一个边缘与隔膜
的纵向边缘平行,最大偏离角度不应超过5°,并做好纵向横向的标识。若隔膜宽度< 100mm,则取样大
小为:100mm×隔膜宽度。
6.5.2.3 试验步骤
将不锈钢板和两片定量滤纸放入烘箱中部位置,控制温度使不锈钢板和滤纸达到(90±1)℃或
(120±1)℃。
按照图3所示标记隔膜的纵向和横向,根据实际需求使用相应分辨率的长度测量器具分别量取试
样纵向和横向的长度后,将隔膜平展放置于鼓风式恒温箱中部不锈钢板上的其中一片定量滤纸上,完毕
后用另外一片定量滤纸压住,关上恒温箱门,开始计算时间,在90℃的温度下保持2h±12min,或在
120℃的温度下保持1h±6min。
单位为毫米
图3 试样尺寸及标记长度示意图
加热结束后,取出隔膜,待隔膜恢复到室温后,再次测量纵向和横向的标记长度。按照式(6)和
式(7)分别计算隔膜纵向和横向的收缩率,取3个测试结果的平均值作为该隔膜的热收缩率。
ΔLz=
Lz0-Lz
Lz0 ×
100% (6)
式中:
ΔLz---隔膜纵向方向上的热收缩率,%;
Lz0 ---隔膜加热前纵向方向上的长度,单位为毫米(mm);
Lz ---隔膜加热后纵向方向上的长度,单位为毫米(mm)。
ΔLh=
Lh0-Lh
Lh0 ×
100% (7)
式中:
ΔLh---隔膜横向方向上的热收缩率,%;
Lh0 ---隔膜加热前横向方向上的长度,单位为毫米(mm);
Lh ---隔膜加热后横向方向上的长度,单位为毫米(mm)。
6.5.3 穿刺强度
6.5.3.1 试验设备
穿刺强度试验装置见图4,其中配置如下:
a) 负载传感器:分辨率为0.01N;
b) 穿刺针:Φ=1.0mm,尖端为球面R=0.5mm;
c) 样品固定夹具:内直径为10mm。
单位为毫米
a)
b)
c)
说明:
1---十字头; 5---穿刺针;
2---安装台; 6---样品固定夹具;
3---负载传感器; 7---支撑台。
4---连接头;
图4 穿刺强度试验装置示意图
6.5.3.2 试验步骤
将隔膜平展于夹具中并夹紧,以(100±10)mm/min的速率进行穿刺,完毕后取出试样,按照
GB/T 6672-2001的规定,按照图5所示在针孔的四周进行4点厚度的测试,取平均值,并按照式(8)
计算穿刺强度。
说明:
1---厚度测试点;
2---隔膜被穿刺后的针孔。
图5 穿刺强度测试的厚度测试点示意图
FP=
F0
(8)
式中:
FP---穿刺强度,单位为牛每微米(N/μm);
F0 ---隔膜被刺穿时所测得的力,单位为牛(N);
d ---隔膜的厚度平均值,单位为微米(μm)。
6.5.4 透气度
在膜卷上沿纵向相隔150mm裁取隔膜3块,若隔膜宽度≥100mm时取试样大小为100mm×
100mm,若隔膜宽度< 100mm时取样大小为100mm×隔膜宽度。将隔膜置于适合测试范围的透气
仪的测试头中进行透气度测试,取3次测试结果的平均值作为隔膜的透气度。
6.5.5 孔隙率
在膜卷上沿纵向相隔150mm裁取隔膜3块,若隔膜宽度≥100mm时取试样大小为100mm×
100mm,若隔膜宽度< 100mm时取样大小为100mm×隔膜宽度。分别按照GB/T 6673-2001和
GB/T 6672-2001的规定,测量隔膜的长、宽、厚度,厚度测试点见图6。用分辨率为0.0001g的分析
天平称取试样的质量,然后按照式(9)和式(10)分别计算面密度和孔隙率。
单位为毫米
说明:
1---厚度测试点。
图6 厚度测试点示意图
ρ1=
L×b
(9)
式中:
ρ1---隔膜的面密度,单位为克每平方厘米(g/cm2);
m---隔膜的质量,单位克(g);
L---隔膜的长度,单位为厘米(cm);
b ---隔膜的宽度,单位为厘米(cm)。
p= 1- ρ1d×ρ0
÷×100% (10)
式中:
ρ1---隔膜的面密度,单位为克每平方厘米(g/cm2);
p---隔膜的孔隙率,%;
d---隔膜的厚度,单位为微米(μm);
ρ0---原料的密度,单位为克每立方厘米(g/cm3)。
6.6 电性能
6.6.1 电气强度
按照GB/T 13542.2-2009中第18章的18.2.2中50点电极法规定进行。
6.6.2 离子电导率
裁取与电阻测试模具相匹配的隔膜4块,将隔膜放入浓度为1.0mol/L的六氟磷酸锂(LiPF6),碳
酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)的体积为1∶1∶1的电解液中,保持密封,浸泡
2h。将电解液注入电阻测试模具中,依次放入1层隔膜,测试其交流阻抗电阻,再放入1层,测试其交
流阻抗电阻,直至放入4层,分别测量出四个交流阻抗电阻R1、R2、R3 和R4。测试过程中,需确保电阻
测试模具中的电解液能够将放入的隔膜完全浸泡其中。
以隔膜层数为横坐标,隔膜电阻为纵坐标作曲线,求出曲线的斜率和线性拟合度,当线性拟合度大
于0.99时,隔膜的离子电导率按照式(11)和式(12)进行计算,当线性拟合度小于0.99时,需要重新
测试。
R=k×1 (11)
式中:
R ---1层隔膜的电阻值,单位为欧姆(Ω);
k ---拟合度大于0.99时,曲线的斜率。
σ=
R×S
(12)
式中:
σ---隔膜的离子电导率,单位为西门子每厘米(S/cm);
d---1层隔膜的厚度,单位为微米(μm);
R---1层隔膜的电阻值,单位为欧姆(Ω);
S---试验时裁取的隔膜的面积,单位为平方厘米(cm2)。
7 检验规则
7.1 组批
以相同原料、同一工艺条件、同一设备连续生产的相同规格的产品为一批,每批产品不超过20万平
方米。
7.2 抽样
外观和尺寸采用GB/T 2828.1规定的一般检验水平Ⅱ,一次抽样方案,接收质量限AQL为4.0。
样本单位为卷,从每个样本单位中截取满足实验需要的试样。
物理性能和电性能从每批中任抽取一卷,并从中截取满足实验需要的试样。
7.3 检验分类
7.3.1 型式检验
型式检验的项目为第5章所列的全部项目。有下列情况之一时,应进行型式检验。
a) 新产品或老产品转厂生产的试验定型鉴定;
b) 正式生产后,如材料、工艺、设备有较大改变,可能影响产品性能时;
c) 产品长期停产超过半年后,恢复生产时;
d) 正常生产时,每年进行一次检验;
e) 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时;
f) 国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时;
g) 用户提出进行型式检验的要求时。
7.3.2 出厂检验
出厂检验项目为:外观、尺寸、物......
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