[发明专利]动力锂离子电池用冲坑铝塑膜延展性的测量方法

说明书

一种动力锂离子电池用冲坑铝塑膜各位置延展性的测量方法，旨在解决现有技术中对动力锂离子电池用冲坑铝塑膜的延展性的测量方法较复杂以及测量精度、测量可靠性较低的技术问题。本发明包括以下步骤：在铝塑膜上打印若干直径相等的基准圆，基准圆布满铝塑膜，任意两个相邻的基准圆均相切，基准圆的直径控制在1‑5mm；对铝塑膜冲坑；找出铝塑膜上变形后的基准圆，连接变形后的基准圆上最大距离的两点；测量铝塑膜上凹坑形结构各个角位的基准圆的变形量，通过同侧角位基准圆的变形量比较，对冲坑设备及模具的平整度进行判定；测量变形基准圆上的标记连接线的长度，得到冲坑后各基准圆上最远两点之间的距离，计算铝塑膜上各变形位置的延展率。

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池技术领域，尤其是涉及一种动力锂离子电池用冲坑铝塑膜延展性的测量方法。

背景技术

上世纪90年代出现的铝塑环保锂离子电池，由于其能量密度高、循环寿命长、工作电压高等优点，成为了最受瞩目的车用动力电源之一。车用锂电池电池寿命要求高，一般要达到10年以上，而选择合适的动力电池外包装对电池的绝缘性能和使用寿命具有决定性作用。目前车用电池外包装可分为塑料壳、钢壳、铝壳和铝塑复合膜四种，铝塑膜材料由于具有耐磨、耐腐蚀、质轻、成形性好等优点，成为了车用锂电池主要包装材料之一。铝塑膜一般分为三层，外层为尼龙材质，内层为PP材质，中间层为AL层，其中，位于中间层的AL层起阻隔作用，主要用以防止水分侵入并隔绝氧气。铝塑膜对电池电芯进行封装前，首先要冲坑出用以放置电池电芯的Pouch袋，其具体操作如下：压料机构将铝塑膜固定，然后通过凸凹模配合冲坑成形，使铝塑膜的四周产生延伸，形成一定深度的凹坑形结构。基于材料自身特性，AL层是无法无限延伸的，行业工程标准规定，当AL层的延展率（（初始AL层厚度-冲坑后AL层厚度）/初始AL层厚度）大于50%时，判定AL层存在针孔风险。基于上述原理，AL层的延展率已成为判定铝塑膜质量高低的重要指标之一。其中，针孔（溅射点）是指在铝塑膜加工过程中，由于温度控制不良或送丝点的位置不好等情况造成铝液发生溅射，溅射的铝液与铝塑膜的外层及内层接触时，会在薄膜层上形成小的针孔，铝塑膜上的针孔过多会造成铝塑膜阻隔性能的下降，一般情况下允许铝塑膜上的针孔数量为2-3个/m²；行业通行判定方法中，当AL层的延展率大于50%时，铝塑膜上的针孔数量超范围的概率较大，称其为AL层存在针孔风险。

在锂离子动力电池技术领域，现有AL层的延展率测量方法主要包括以下两种：

（1）千分尺测量：采用千分尺，进行冲坑后铝塑膜Pouch袋各区域位置厚度，通过公式：（初始铝塑膜厚度-冲坑后铝塑膜厚度）/初始铝塑膜厚度，计算各位置铝塑膜延展率，通过延展率指标，来判定AL层是否存在针孔风险；

（2）切片AL层厚度分析：采用切片设备，进行冲坑后铝塑膜Pouch袋各区域位置切片，通过电子显微镜观测Pouch袋各位置截面形貌，并测试铝层厚度，通过公式：初始AL层厚度-冲坑后AL层厚度）/初始AL层厚度，计算各位置铝塑膜延展率，通过延展率指标，来判定AL层是否存在针孔风险。

申请号为CN 201610742743.5的中国专利公开了一种铝塑膜铝层厚度的测试方法，包括以下步骤：（1）搭建切片机，该切片机包括底座及在底座上往复滑动的滑动部件，刀座的后端固定在滑动部件上，刀座上设有手柄，刀座的前端固定有刀片，刀片的下方设有夹紧装置，夹紧装置固定在底座上；（2）剪下铝塑膜需测量铝层厚度的部分，将该部分夹入两片塑料硬片中，形成样片；（3）将样片固定在夹紧装置中；（4）调整刀片的位置，使用刀片的锋利位置对准样片中的需测量铝层厚度的铝塑膜部分，利用手柄往复推动刀座，使得刀片对样片进行切片；（5）取下样片，放置在显微镜下通过切开的部分，测量铝塑膜中铝层的厚度。