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GB/T 36363-2018リチウムイオン電池ダイアフラムの物理性能測定の全解析:方法、器具と標準要求
日付:2025-12-22読み:0

GB/T 36363-2018標準はリチウムイオン電池用ポリオレフィンセパレータの物理性能に対して、系統的な検査方案を制定し、厚さ、力学性能、通気性、熱安定性及び穿刺強度などの核心指標をカバーした。以下に検査項目、方法、計器及び意義の4つの次元から紹介する:

一、検査項目と核心要求

  1. 厚さ検出

    • 要求:厚さ偏差は±1μm以内に制御する必要があり、横方向の均一性は特に重要である。

    • 意味:厚さ均一性は電解液浸潤性、イオン伝送効率及び電池組み立ての一致性に直接影響する。薄すぎる領域は局所短絡を起こしやすく、厚すぎるとエネルギー密度が犠牲になる可能性がある。

  2. 力学性能検査

    • 要求:穿刺強度≧300 gf(3 N)、リチウムデンドライトがダイアフラムを穿刺して短絡を引き起こすことを防止する。

    • 意味:電極粒子またはリチウムデンドライトがダイアフラムを突き刺すシーンをシミュレーションし、穿刺抵抗能力を評価する。

    • 要求:乾式ダイアフラムの引張強度≧80 MPa、湿式ダイアフラム≧100 MPa(縦/横)、破断伸びは縦方向≦30%、横方向≦80%であった。

    • 意味:機械応力による破断を避けるために、ダイヤフラムの組立及び使用中の引張抵抗力を評価する。

    • 引張強度と破断伸び:

    • 穿刺強度:

  3. 通気性検査

    • 要求:通気性(Gurley値)は200-500 s/100 mLの範囲内で、イオン伝導性と機械的強度をバランスさせる必要がある。

    • 意味:通気度が低すぎると機械的強度に影響する可能性があり、高すぎるとイオン伝送を阻害し、電池の充放電効率を低下させる。

二、検査方法と操作フロー

  1. 厚さ検出

    • サンプリング規則:ダイアフラムの横方向等間隔に沿って3つの試験点を1組とし、縦方向に200 mmごとに1組、計5組(15点)を試験した。

    • 測定条件:接触式機械測定法を採用し、圧力17.5±1 kPa、接触面積50 mm²、材料変形妨害を避ける。

    • データ処理:自動計算平均値、大小さな値と偏差で、厚さ分布図を生成します。

  2. 引張強度と破断伸び率の検出

    • 試料調製:幅15 mm、長さ150 mmの2型試料を採取し、治具間隔100 mm。

    • テスト条件:速度250 mm/min、温度23±2℃、湿度50±10%RH。

    • データ収集:力−変位曲線を記録し、引張強度と破断伸びを自動的に計算する。

  3. 通気度検出

    • テスト原理:1.21 kPaの圧力で、100 mLの空気が6.45 cm²のダイヤフラムを通過する時間を測定する。

    • 操作の流れ:100 mm×100 mm試料を採取し、試験室に密封し、空気圧クランプ装置を起動し、3回の試験平均値を自動的に記録する。

  4. 穿刺強度検出

    • しりょうこてい:ダイヤフラムを引張試験機治具に平坦に展開し、内径10 mm。

    • 穿刺試験:100 mm/min速度でφ1.0 mmボールピンを穿刺し、力値を記録する。

三、検査器具と設備の選択

  1. 厚さ検出:

    • きぐ:高精度測厚計(例えば済南衆測THK-02厚さ測定器)、分解能0.1μm。

    • 優位:厳格に基準に基づいて設計された接触面積と測定圧力、測定ヘッドは自動的に昇降し、人為的要因によるシステム誤差測定ヘッドの自動昇降を効果的に回避し、人為的要因によるシステム誤差を効果的に回避した。

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  2. 引張強度と破断伸び率の検出:

    • きぐ:インテリジェント電子引張試験機(例えば済南衆測TST-02 Hインテリジェント引張試験機)、0.1級精度力値センサーを採用し、変位分解能は0.1 mmに達した。

    • 優位:延伸、はく離、穿刺などのマルチモードテストをサポートし、多様な検査ニーズを満たす。

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  3. 通気度検出:

    • きぐ:通気度試験器(衆検機電など)BTY-G 3電池ダイアフラム通気性試験器)、グレイ法、王研氏法を採用し、高精度の電子気流、気圧センサは試験データの正確性を確保し、圧力精度は0.01 kPaより優れている。

    • 優位:3つの試験室は独立しており、3つの同じまたは異なる試料を同時に試験することができる。

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  4. 穿刺強度検出:

    • きぐ:電池ダイアフラム穿刺力測定器(例えば済南衆測MCT-08電池ダイアフラム穿刺力試験器)、0.01 N分解能センサーを搭載し、穿刺強度の自動計算をサポートする。

    • 優位:針身直径1 mm、針頭球形直径0.5 mm、操作が簡便で、データが正確で、研究開発と品質検査のシーンに適している。

四、測定意義と業界影響

GB/T 36363-2018標準は系統化検査方法を通じて、隔膜性能をミクロン級の精度に定量化し、業界に統一的な技術基準を提供した。高精度検査機器の応用は、研究開発と品質制御コストを下げるだけでなく、良質な製品の市場化プロセスを加速させた。