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上海湘杰淺談測(cè)試電極涂層在電極表面的附著牢度

 發(fā)布時(shí)間:2019-10-16 點(diǎn)擊量:1398

摘要:電極涂層是否易脫落是影響電池使用性能及壽命的重要因素。本文通過(guò)180°剝離試驗(yàn)測(cè)試了電極樣品表面涂層的剝離力值,并介紹了試驗(yàn)原理、設(shè)備XJ830電子拉力試驗(yàn)機(jī)的參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過(guò)程等內(nèi)容,為如何檢測(cè)電極涂層的附著牢度提供參考。
關(guān)鍵詞:電極涂層、附著牢度、剝離力值、180°剝離、電子拉力試驗(yàn)機(jī)、涂層脫落
1、意義
根據(jù)涂層材料及電極種類的不同,電極涂層具有多種功能,如良好的電化學(xué)活化功能、提高電極的抗氧化能力等。涂層在電極表面附著的牢固程度是決定涂層能否充分發(fā)揮上述功能的重要因素,若涂層的附著牢度較差,甚至發(fā)生脫落,則會(huì)降低甚至失去其活化與抗氧化功能,導(dǎo)致電極失效、損耗嚴(yán)重,極大地降低電池的使用壽命。隨著電池在汽車、電力儲(chǔ)能、移動(dòng)通信、新能源儲(chǔ)能動(dòng)力電源、航箜等領(lǐng)域的推廣及應(yīng)用,使用壽命對(duì)電池的應(yīng)用性能顯得更為重要,因此更應(yīng)該重視電極涂層附著牢度的檢測(cè)與研究。本文針對(duì)性的介紹了一種檢測(cè)涂層附著牢度的有效測(cè)試方法。
2、試驗(yàn)樣品
本文以黑色涂層電極片為試驗(yàn)樣品。
3、試驗(yàn)依據(jù)
本次試驗(yàn)的試樣制備部分操作依據(jù)GB/T 7707-2008《凹版裝潢印刷品》中有關(guān)墨層結(jié)合牢度部分進(jìn)行,測(cè)試過(guò)程則采用GB 8808-1988《軟質(zhì)復(fù)合塑料材料剝離試驗(yàn)方法》進(jìn)行。
4、試驗(yàn)設(shè)備
本次試驗(yàn)采用XJ830電子拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試樣品的剝離強(qiáng)度。
4.1試驗(yàn)原理
本次檢測(cè)是通過(guò)測(cè)試膠粘帶將涂層從電極表面剝離所需要力值的大小評(píng)價(jià)涂層在電極表面的附著牢度。試驗(yàn)時(shí)將試驗(yàn)裝夾在下夾具中,該夾具固定不動(dòng),粘貼涂層所用膠帶的自由端固定在上夾具中,該夾具可按照設(shè)定的速度向上移動(dòng),從而帶動(dòng)膠粘帶將涂層從電極表面剝離。上夾具配置的力值傳感器實(shí)時(shí)記錄剝離過(guò)程產(chǎn)生的力值,記錄力值的平均值作為電極涂層的剝離力值。
4.2設(shè)備參數(shù)

設(shè)備名稱

XJ830電子拉力試驗(yàn)機(jī)

準(zhǔn)確度等級(jí)

0.5級(jí)

測(cè)量參數(shù)

試驗(yàn)力測(cè)量范圍

0.4%(滿量程)

試驗(yàn)力示值誤差

示值的±0.5%以內(nèi)

試驗(yàn)力分辨率

試驗(yàn)力的1/500000,全程不分檔,且全程分辨率不變

變形測(cè)量范圍

0.2%滿量程

變形示值誤差

示值的±0.5%以內(nèi)

變形測(cè)量分辨率

變形量的1/500000,全程不分檔,且全程分辨率不變

 

有效試驗(yàn)空間

800mm(可按客戶要求加高)

 

試驗(yàn)速度范圍

0.001500mm/min

 

試臺(tái)安全裝置

電子限位保護(hù)

 

試臺(tái)升降裝置

/慢兩種速度自動(dòng)控制,可點(diǎn)動(dòng)

 

試臺(tái)返回功能

手動(dòng)或自動(dòng)兩種選擇

 

超載保護(hù)

超過(guò)負(fù)荷10%,機(jī)器自動(dòng)保護(hù)

   

主機(jī)部分

主機(jī)試驗(yàn)空間

單空間

電機(jī)

日本交流伺服電機(jī)

傳感器

美國(guó)Transcell傳力傳感器

 

主機(jī)尺寸

560*350*1600mm

 

主機(jī)重量

120 kg

控制系統(tǒng)

試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)

測(cè)控軟件

上海湘杰全數(shù)字三閉環(huán)測(cè)控軟件

選配

橫向引伸計(jì)

附件(選配)

大變形

附件(選配)

傳感器

每臺(tái)設(shè)備可加配多個(gè)傳感器,但都不能超出主機(jī)允許加載量程

數(shù)顯千分表    

用于壓縮和彎曲夾具,用數(shù)顯千分表測(cè)量模量

特殊夾具

夾具需根據(jù)用戶要求專門(mén)設(shè)計(jì)

4.3適用范圍
(1)本設(shè)備可用于塑料薄膜、復(fù)合膜、薄片等材料的剝離強(qiáng)度性能、拉伸性能、拉斷力、抗拉強(qiáng)度與變形率、抗撕裂性能、熱封強(qiáng)度性能、抗穿刺性能等指標(biāo)的測(cè)試;可用于輸液袋蓋、軟橡膠瓶塞、口服液蓋穿刺/拉拔力的測(cè)試;可用于膠帶解卷力、塑料瓶抗壓力、組合蓋及果凍杯、酸奶杯蓋膜的開(kāi)啟力等產(chǎn)品與包裝性能的測(cè)試。
(2)本設(shè)備可滿足ISO 37、GB/T 10004、GB 8808、GB/T 1040.1、GB/T 1040.2、GB/T 1040.3、GB/T 1040.4、GB/T 1040.5、QB/T 2358、QB/T 1130、ASTM D882、ASTM D1938、ASTM D3330等20余項(xiàng)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
5、試驗(yàn)過(guò)程
(1)從含涂層電極樣品表面裁取寬為15.0 mm,長(zhǎng)度100 mm的試樣5片,從滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的膠粘帶上裁取寬15.0 mm,長(zhǎng)度至少250 mm的膠粘帶5條。
(2)分別將5條膠粘帶粘貼在5條試樣上,兩者的寬度方向應(yīng)*對(duì)齊,用膠粘帶壓輥機(jī)將粘貼好膠粘帶的試樣輥壓3次,放置10 min。
(3)在設(shè)備的控制軟件上設(shè)置試樣名稱、試驗(yàn)速度、無(wú)效頭長(zhǎng)、無(wú)效尾長(zhǎng)等參數(shù)信息。
(4)將膠粘帶的自由端及試樣分別裝夾在設(shè)備的上、下夾具中,點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng),試驗(yàn)開(kāi)始。上夾具向上運(yùn)動(dòng),使粘有涂層的膠粘帶與試樣電極發(fā)生剝離,試驗(yàn)結(jié)束后,設(shè)備顯示試驗(yàn)結(jié)果。按照此裝樣試驗(yàn)過(guò)程測(cè)試其余4片試樣。
6、試驗(yàn)結(jié)果
測(cè)試5片試樣測(cè)試結(jié)果的算術(shù)平均值。

7、結(jié)論

涂層在電極表面的附著牢度是影響電池使用壽命的重要因素。本文利用180°剝離試驗(yàn)方法測(cè)試了將涂層從電極樣品表面剝離所需要的力值,并以此來(lái)表征涂層在電極表面的附著牢度,試驗(yàn)簡(jiǎn)單,且設(shè)備易于操作,測(cè)試結(jié)果可靠。為了更好的模擬電極的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境,還可根據(jù)實(shí)際情況,將制備好的試樣放置在高溫環(huán)境中處理一段時(shí)間進(jìn)行測(cè)試。

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