电解液浸润性直接影响锂离子电池的离子传输效率和电化学性能,其检测方法需结合物理、电化学及成像技术。下面是主流方法及适用场景:
1. 接触角测量法
原理:通过电解液滴在极片或隔膜表面的接触角(θ)评估浸润性,θ越小(接近0°)表明浸润性越好。
设备:光学接触角测量仪(精度±0.1°),可搭配高速摄像捕捉动态铺展过程。
局限:受材料表面粗糙度影响,需多次测量取平均值。
2. 浸润时间法(静滴法)
原理:记录电解液完全渗透极片或隔膜所需时间,时间越短浸润性越优。
适用场景:快速筛选电解液配方或隔膜材料。
改进方案:结合恒温恒湿箱控制环境条件(如温度、湿度)以提高重复性。
3. 电化学阻抗谱(EIS)与曲折度分析
原理:通过高频阻抗(R)和曲折度(τ= R·κ·A/d)量化离子传输阻力,τ值降低表明浸润充分。
优势:可间接反映电解液在电芯内的实际浸润效果。
4. 动态浸润分析法
原理:基于Washburn方程(h²=γrtcosθ/2η)实时监测电解液渗透速度。
设备:高速摄像系统+精密称重模块,适用于极片级浸润动力学研究。
5. 超声/CT成像技术
原理:通过超声阻抗差异或CT/X射线成像定位未浸润区域(如极片中心干区)。
应用:可视化评估注液工艺优化效果(如真空注液 vs. 常压注液)。
6. 吸液速率测试法
原理:测量单位时间内极片或电芯的吸液量(Δm),结合ASTM D5802标准评估浸润性。
关键参数:压实密度、温度及电解液粘度对吸液速率影响显著。