[发明专利]一种锂电池用高聚物溶胀特性的测量装置和表征方法

说明书

本发明提供了一种锂电池用高聚物溶胀特性的测量装置，包括用以放置高聚物及溶剂的溶胀室，溶胀室内可移动的放置有钢网，钢网的顶部固定有导杆，溶胀室的进液口处塞有胶塞，胶塞上开有容导杆穿过的开孔，溶胀室的上方设有激光测距仪，胶塞上还开有容激光测距仪的激光穿过的通孔，还提供表征高聚物溶胀特性的方法，包括如下步骤：计算需加入的高聚物的质量及高聚物溶胀特性的表征。通过对体积的时时监测,数据采集处理系统将体积转化成溶胀表征值，形成时间、溶胀表征值的特性曲线，表征溶剂小分子进入高分子聚合物大分子颗粒中，使颗粒膨胀、分子链打开、舒展达到热力学稳定的二元均相体系的过程。

技术领域

本发明创造属于锂电池技术领域，尤其是涉及一种锂电池用高聚物溶胀特性的测量装置和表征方法。

背景技术

随着锂电、镍电在新能源领域的广泛应用，各大电池制造厂商在新技术、高品质、低成本、快速制造等方面竞争激烈，尤其在新材料开发初期物性的快速评价和量产后合理有效的生产工艺参数的制定等方面做着大量研究。

CMC、PVDF、HPMC、PTFE、黄原胶等高分子聚合物是锂电、镍电常用的粘结剂，在电池中起到粘连活物颗粒、导电剂、集流体的作用，在保持电极的结构特性方面起到关键作用。使用时，将先高聚物粉末在溶剂中充分溶解，做成胶液。胶液与活性物质、导电剂等粉末混炼成浆料添加到电池中。高聚物在溶剂中的溶胀、溶解特性是胶液制作工艺的主要影响因素。

高聚物在溶剂中形成均相分为溶胀、溶解两个过程，其中溶胀是溶剂小分子进入高聚物颗粒孔隙、高聚物颗粒膨胀、大分子链舒展、打开的过程。溶解是打开后的大分子和溶剂小分子形成二元均相的过程。新材料开发过程中，溶胀特性的掌握是开发、应用所必须的，对于新材料很好的应用于生产制造环节起到至关重要的作用。

目前，行业内对锂离子电池用高聚物的溶胀、溶解特性的评价较为简单，没有形成统一的手法和标准，无法给出量化值，无法提供高聚物材料溶胀过程的量化值。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种锂电池用高聚物溶胀特性的测量装置和表征方法，以通过对体积的时时监测,数据采集处理系统将体积转化成溶胀表征值，形成时间、溶胀表征值的特性曲线，表征溶剂小分子进入高分子聚合物大分子颗粒中，使颗粒膨胀、分子链打开、舒展达到热力学稳定的二元均相体系的过程。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种锂电池用高聚物溶胀特性的测量装置，包括用以放置高聚物及溶剂的溶胀室，溶胀室内可移动的放置有钢网，钢网的顶部固定有导杆，溶胀室的进液口处塞有胶塞，胶塞上开有容导杆穿过的开孔，溶胀室的上方设有激光测距仪，胶塞上还开有容激光测距仪的激光穿过的通孔。

进一步的，还包括固定架，固定架的顶部向下开有放置所述溶胀室的凹槽。

进一步的，所述顶杆的顶部悬挂在所述胶塞的顶部。

进一步的，还包括数据采集处理系统，所述激光测距仪与所述数据采集处理系统通过电信号连接。

一种表征高聚物溶胀特性的方法，包括如下步骤：

(1)计算需加入的高聚物的质量：

(A)量取用于溶解高聚物的溶剂，负压条件下静置除泡；

进一步的，所述负压条件为真空度≤-90KPa。

(B)用激光测距仪测量激光测距仪到溶胀室底部的距离，记为H₀；

进一步的，所述恒温的操作步骤在恒温槽中进行。

进一步的，所述恒温槽的温度波动±0.05℃，数显分辩率为0.01℃，温度控制范围为0℃-90℃，容积优选为10L,加热介质优先为水。