热门话题之锂电池丨精确获取隔膜孔隙率

锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性。性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两级接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。在评价隔膜性能时，最重要的性能之一是孔隙率。

通常情况下，会直接采用压汞法对隔膜的孔隙率进行测定，孔隙率结果一般在 30% - 40% 左右。但是，压汞法测试隔膜孔隙率时通常不可避免的存在由样品间隙引起的误差。造成这种误差的原因是压汞法测试时需要向样品仓中逐步填充汞，压力逐步提升，在这个过程中，会误将样品与样品间的间隙当作孔，并将其体积计算在孔体积内，导致最终孔隙率值偏大。

避免这种测量误差的方法有如下两种：

1. 回避测试法。

测试时，选择一定的进汞量作为起始进汞量，例如以 3psi 压力作为起点而非 0psi。这样能够有效避开样品间隙造成的假孔信息。

2. 计算法。

先使用真密度仪（ AccuPyc 系列）对样品进行真密度测试，获取样品的真密度数据。然后采用常规的压汞测试（AutoPore 系列）对样品进行测试，获得压汞数据。计算方法如下：

先对真密度值取倒数：1/ ρ

在压汞数据中获取两个点的累积进汞量值，一个是压力最高点的累积进汞量，一个是进汞曲线平台结束时的累积进汞量，并对这两个数取差值。所得到的数值为样品内孔体积。

隔膜孔隙率 = [ 内孔体积 / (1/ ρ +内孔体积) ]* 100%

以某公司锂电隔膜样品为例 

真密度结果：

压汞结果：

压力最高点的累积进汞量 = 7.30 mL/g

进汞曲线平台结束时的累积进汞量 = 6.63 mL/g

即该样品内孔体积 = 7.30-6.63=0.67 mL/g

则样品孔隙率 = [ 0.67/ (1/0.9745+0.67) ] *100%=39.6%

以上方法能够有效避免对锂电池隔膜空隙率进行测量时出现的误差，帮助测试结果更加精确。

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