一种锂电池隔膜面电阻的测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锂离子二次电池测试技术领域，具体涉及一种锂电池隔膜面电阻的测 试方法。
【背景技术】
[0002] 锂离子二次电池通常主要是由正极、负极、隔膜、电解液组成。隔膜的主要成分是 聚烯烃，可以形成微孔结构，放置于正负极之间，阻止正负极片直接接触而造成短路，而其 微孔结构内的电解液作为载体，离子可以自由通过，电子则不能通过隔膜。隔膜的孔隙结构 制约着离子传导率，进而直接影响锂离子二次电池的整体性能。
[0003] 隔膜的孔隙结构由孔隙率、孔径分布、曲折系数等表征，离子通过大量曲折贯通的 微孔，在正负极之间移动，形成离子的导电通路，同时电子通过在正负极活性材料、导电剂、 集流体等的传输，形成电子的导电通路，由离子和电子在正负极之间的迁移形成电流。因 此，单位时间内离子可穿过隔膜单位面积的数量成为衡量隔膜性能的重要指标之一。
[0004] 评估锂离子二次电池隔膜离子传导率的方法有两种，一是直接测试隔膜电导率， 还有就是测试隔膜的面电阻。直接测试隔膜电导率时，所得结果与真实值之间存在较大误 差，由于隔膜本身比较薄，电极之间的距离难以精确控制，另外，电极板与隔膜接触面的粗 糙度也显著影响了测试结果的准确度。因此，要严格控制电极之间的距离和电极与隔膜接 触面的粗糙度，所需要的设备多，测试工序多，测试成本高。目前，大都使用通用的面电阻测 试设备来评估锂离子二次电池隔膜，由于隔膜材质的特殊性，通用的面电阻测试设备在测 试隔膜时方法复杂，操作繁琐，成本较高，且结果误差较大，有些甚至存在安全隐患。
[0005] 现有技术中常用的隔膜面电阻测试方法包括将隔膜冲压成片后在密封环境下浸 泡在锂离子电解液中2小时，将浸润后的隔膜夹紧与两电极板之间并置入电解液中，电极 板与电化学工作站连接，将测试的电阻值描在隔膜层数-电阻值坐标系上，并逐层叠加隔 膜测试，计算离散点曲线斜率，计算隔膜面电阻=斜率X夹持面面积。此方法需要使用特 殊夹具才可保证测试进行，并且该方法测量结果误差偏大。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中隔膜面电阻的测试方法误差偏大 的问题，提供一种锂电池隔膜面电阻的测试方法。
[0007] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
[0008] 提供一种锂电池隔膜面电阻的测试方法，包括：
[0009] S1、提供一测试装置，所述测试装置具有沿上下方向相对设置的上电极板和下电 极板，所述上电极板和下电极板可夹持待测隔膜；上电极板在下电极板上的投影区域为夹 持区域，所述夹持区域面积为S ;
[0010] S2、获取上电极板和下电极板间电解液的空白阻值Rtl ;
[0011] 所述空白阻抗值Rtl为仅在夹持区域覆盖电解液，通过交流阻抗法测得的IOOkHz 下的上电极板和下电极板间电解液的阻值；
[0012] S3、在上电极板和下电极板间设置待测隔膜，所述待测隔膜覆盖夹持区域，并且仅 将待测隔膜位于夹持区域的部分浸润所述电解液；
[0013] S4、采用上电极板和下电极板夹持待测隔膜；获取通过交流阻抗法测量IOOkHz下 上电极板和下电极板间待测隔膜的阻值R si ;
[0014] S5、通过R1=(RsrRtl) XS计算出所述待测隔膜的面电阻札。
[0015] 发明人发现，在测试锂电池隔膜面电阻时，通常需要将待测隔膜浸润，使其可以导 电。而测试时所需获得的电阻数据为夹持区域的电阻数据，如果夹持区域以外的部分浸润 有电解液，则夹持区域以外的部分与两个电极板之间也会形成通路，产生测量误差，尤其是 当待测隔膜整片浸润电解液后，上电极板与隔膜表面和下电极板会直接形成通路，导致非 常大的测量误差。
[0016] 本发明公开的锂电池隔膜面电阻的测试方法中，待测隔膜覆盖夹持区域，并且仅 在夹持区域涂覆电解液，使待测隔膜位于夹持区域内的部分充分浸润电解液，而其余部分 无电解液。在测试时，电流仅从夹持区域的隔膜经过，避免在夹持区域以外的部分具有电解 液时，在该部分形成通路而带来的测试误差。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明中采用的锂电池隔膜面电阻测试设备的主视图；
[0018] 图2是本发明中采用的锂电池隔膜面电阻测试设备中，下电极组件的剖视图；
[0019] 图3是图2中A处的局部放大图；
[0020] 图4是本发明中采用的锂电池隔膜面电阻测试设备中，上电极组件的剖视图。
[0021] 说明书附图中的附图标记如下：
[0022] 1、底座；2、下电极组件；21、下绝缘夹套；22、下电极板；23、下电极柱；24、导液槽； 3、上电极组件；31、上绝缘夹套；32、上电极板；33、上电极柱；4、支撑柱；5、传动螺杆；6、连 接板；7、压力传感器；8、限位板；9、手轮。
【具体实施方式】
[0023] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"厚度"、"上"、"下"、"坚直"、"水平"、"顶"、 "底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便 于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以 特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0025] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可 以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体 情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0026] 本发明公开的锂电池隔膜面电阻的测试方法包括：S1、提供一测试装置，所述测试 装置具有沿上下方向相对设置的上电极板和下电极板，所述上电极板和下电极板可夹持待 测隔膜；上电极板在下电极板上的投影区域为夹持区域，所述夹持区域面积为S ;S2、获取 上电极板和下电极板间电解液的的空白阻值Rtl;所述空白阻抗值Rtl为夹持区域覆盖电解 液，通过交流阻抗法测得的IOOkHz下的上电极板和下电极板间的阻值；S3、在上电极板和 下电极板间设置待测隔膜，所述待测隔膜覆盖夹持区域，并且仅将待测隔膜位于夹持区域 的部分浸润所述电解液；S4、采用上电极板和下电极板夹持待测隔膜；获取通过交流阻抗 法测量IOOkHz下上电极板和下电极板间待测隔膜的阻值R si ;S5、通过R1=(Rsi-Rtl) XS计算 出所述待测隔膜的面电阻札。
[0027] 根据本发明，步骤Sl中，需先提供一测试装置。如本领域技术人员所公知的，测试 装置通常具有上电极板和下电极板，上电极板和下电极板可夹持待测隔膜，形成导电回路， 以便进行测试。本发明中，上电极板和下电极板沿上下方向相对设置。
[0028] 本发明中，以上电极板在下电极板上的投影区域为夹持区域，所述夹持区域面积 记为S。
[0029] 上述测试装置结构没有太大限制，只需具有上述功能即可。
[0030] 为消除电解液自身所带来的测试误差，根据本发明，需先获取上电极板和下电极 板间电解液的空白阻值R〇,并在后续测量得到待测隔膜的阻值中将空白阻值R tl减掉。
[0031] 针对某一电解液，首次测量时，需测量空白阻值Rtl。当获知空白阻值Rtl后，再次使 用时，可直接利用已获得的空白阻值R〇,无需每次测量待测隔膜面电阻时均对空白阻值R tl 进行测量。
[0032] 测量空白阻值Rtl的具体方法包括：仅在夹持区域覆盖电解液，通过交流阻抗法进 行测量，取IOOkHz下的上电极板和下电极板间电解液的阻值为空白阻值％。
[0033] 在获取空白阻值Rtl后，即可对待测隔膜进行测试。具体方法为：在上电极板和下 电极板间设置待测隔膜，并且所述待测隔膜覆盖夹持区域，并且仅将待测隔膜位于夹持区 域的部分浸润所述电解液。
[0034] 然后，通过交流阻抗法对待测隔膜进行测试，选取IOOkHz下上电极板和下电极板 间待测隔膜的阻值R S1。
[0035] 再根据R1=(Rg-Rtl) XS即可计算出所述待测隔膜的面电阻札。
[0036] 通过上述方法即可测试得到该待测隔膜的面电阻。
[0037] 由于取样的随机性，单次测量的结果可能存在一定的误差，对于同一批次隔膜，优 选进行多次测量取平均值的方法提高测量的准确性。本发明中，优选情况下，所述测试方法 还包括：
[0038] S6、采用同一批次待测隔膜重复所述步骤S3-S5n次，共获得n+1个面电阻值；η为 1-9的整数；S7、取所述η+1个面电阻值的均值，得到所述批次待测隔膜的面电阻R。
[0039] 此时得到的面电阻R误差更小，