郑州电池检测机构：电池隔膜基膜热分析方法

　　电池隔膜基膜(通常指未涂覆的聚烯烃微孔膜，如 PE、PP 或 PE/PP 复合膜)的热分析是评估其热稳定性、熔融行为、结晶度及安全性能的关键手段，直接关系到锂离子电池在过热或滥用条件下的热失控风险。

　　1. 差示扫描量热法

　　这是分析隔膜热转变行为重要的方法。

　　原理：测量样品与参比物在程序控温下的热流差。

　　关键输出与解读：

　　熔融峰：

　　峰值温度：即熔点。PE约130-135°C，PP约160-165°C。这是隔膜失去机械强度的起始温度。

　　熔融焓：反映结晶度。结晶度影响隔膜的机械强度、孔隙率和浸润性。

　　闭孔温度(关键安全指标)：

　　定义：隔膜受热后，微孔开始收缩闭合，阻断离子传导的温度。通常对应DSC曲线熔融峰的起始温度(onset temperature)。

　　意义：当电池内部温度达到Tshutdown时，隔膜闭孔使电池“断电”，这是防止热失控的第一道屏障。理想状态是Tshutdown低于热失控起始温度。

　　多层隔膜分析：如PP/PE/PP三层隔膜，DSC会清晰显示两个熔融峰(分别对应PE和PP)，可以定量分析各层比例。

　　2. 热机械分析法

　　直接评估隔膜在受热时的尺寸变化，是安全性的直接体现。

　　原理：在恒定轻负载下，测量样品长度随温度或时间的变化。

　　关键输出：

　　热收缩率：将隔膜在一定温度下(如90°C, 120°C, 150°C)保持固定时间(如30min, 1h)后，测量其MD/TD方向的尺寸变化率。

　　测试标准：常参考 IEC 62788-2-1 或企业内部规范。

　　意义：高热收缩率意味着电池在过热时，隔膜会严重收缩，导致正负极直接接触，引发内短路。低热收缩率是高性能隔膜的基本要求。

　　3. 热重分析法

　　用于分析隔膜的热稳定性、成分及涂层。

　　原理：测量样品质量随温度或时间的变化。

　　关键输出与解读：

　　初始分解温度：质量开始显著损失的温度，反映材料的热稳定性上限。

　　成分分析：

　　纯PP/PE隔膜：通常在氮气氛围下，只有一个主要的分解台阶(约350-450°C)。

　　涂胶(如PVDF、芳纶)或陶瓷涂层隔膜：TGA曲线会出现多个分解台阶，可用于定量分析涂层含量。例如，在较低温度下(如400-500°C)失重可能对应有机胶层分解，高温段(>500°C)残留物为无机陶瓷(如Al₂O₃)含量。

　　氧化诱导期测试(等温OIT或动态OIT)：

　　评估隔膜在高温氧气环境下的抗氧化能力，与长期循环寿命和高温存储安全性相关。

　　4. 动态热机械分析法

　　研究隔膜的粘弹性能随温度的变化。

　　可获取：储能模量(刚性)、损耗模量(阻尼)、玻璃化转变温度等。

　　应用：更深入地理解隔膜在电池内部受力环境下的高温力学行为。

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