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電池隔膜接觸角測試:對鋰離子電池性能的影響

來源:廣東北斗精密儀器有限公司   2025年06月24日 17:02  

 鋰離子電池的性能高度依賴于電解液在電池組件(如正極、負極和隔膜)中的浸潤性。隔膜作為電池中的關鍵部件,其潤濕性直接影響電解液的分布、離子電導率和電池的循環穩定性。接觸角測試作為一種直觀、高效的表面潤濕性表征方法,被廣泛應用于電池隔膜的研究與質量控制。本文將詳細介紹電池隔膜接觸角測試方法、數據解讀及其在電池研發中的應用,并討論電池隔膜接觸角測試方法,以為相關研究提供指導。

一、電池隔膜接觸角測試方法

1樣品準備

隔膜樣品需平整無褶皺,避免表面污染(如指紋、灰塵)。

若測試電解液潤濕性,應在惰性氣氛(如氬氣手套箱)中操作,防止水分干擾。

2測試液體選擇

去離子水:快速評估隔膜潤濕性,但可能與電解液行為存在差異。

有機電解液(如LiPF6/EC-DMC):更接近實際電池環境,但需控制揮發。

3測試方法

靜態接觸角法(常用):

使用微量注射器滴加液滴(2-5 μL),通過光學接觸角儀記錄液滴形態并計算接觸角。

動態接觸角法(評估表面均勻性):

前進角(θ?):液滴體積增加時的接觸角。

后退角(θ?):液滴體積減少時的接觸角。

接觸角滯后(θ? - θ?)可反映表面粗糙度或化學不均一性。

懸滴法(適用于多孔隔膜):

防止液滴滲透,適用于高孔隙率隔膜。

二、關鍵影響因素與優化策略

1隔膜表面性質

材料組成:PE/PP隔膜通常疏液(θ > 90°),而涂覆PVDF或陶瓷后可顯著降低接觸角。

表面形貌:粗糙或多孔結構可能導致液滴滲透,需采用快速測量或懸滴法。

2環境控制

濕度、溫度需穩定,尤其對揮發性電解液(如碳酸酯類)。

測試應在潔凈環境中進行,避免灰塵影響液滴形態。

3數據可靠性

每個樣品至少測量3個不同位置,取平均值。

若接觸角隨時間變化(如電解液揮發或滲透),需記錄初始值。

 接觸角測試是評估電池隔膜潤濕性的重要手段,對優化隔膜設計和提升電池性能具有指導意義。通過精確的接觸角測試與表面改性,可進一步推動高能量密度、長壽命鋰離子電池的發展。



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