【摘要】 锂电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。正极和负极分别包含活性物质，这些物质在充放电过程中发生氧化还原反应。

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在评估锂电池的性能时，了解其内部结构和各个组件之间的相互作用是至关重要的。其中，极片和集流体之间的剥离强度是一个关键参数，它直接影响电池的稳定性和安全性。

一、锂电池的基本结构

锂电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。正极和负极分别包含活性物质，这些物质在充放电过程中发生氧化还原反应。集流体是电极中的金属基底，用于收集和传输电流。隔膜则起到隔离正负极，防止短路的作用。

 

锂电池的基本结构-图片源自网络

 

二、剥离强度的定义与重要性

剥离强度是指从基底上完全去除材料所需的力。在锂电池中，极片和集流体之间的剥离强度决定了两者之间的附着力。剥离强度不足可能导致电池在使用过程中出现电极脱落、电流传输中断等问题，严重影响电池的性能和安全性。因此，准确测定这一强度对评估电池性能至关重要。

 

剥离强度测试

 

三、剥离强度测试方法简述

使用180°剥离法定量测定剥离强度，是将极片自由端对折180°，把极片自由端和试验板分别夹在上、下夹持器上，在同一环境中用拉力试验机以进行连续剥离，直至极片和涂层完全分离，可以直接读取剥离的强度值。

 

剥离强度测试-图片源自网络

 

四、万能试验机剥离强度测试

对极片剥离强度测试，可评估黏结剂的使用是否合理，以及合浆、涂布工序的质量，涂层与集流体之间的剥离强度对锂离子电池的电性能也存在重要影响。例如: 循环性能、倍率、内阻等。

在锂离子电池中，正极和负极通常都涂覆有活性材料，并通过集流体（通常是铝箔和铜箔）来导电。这些涂层必须牢固地附着在集流体上，以确保电池的长期稳定性和性能。涂层与集流体之间的强附着性可以减少循环过程中的涂层剥离或脱落，从而提高电池的循环寿命。

如果涂层脱落，活性材料可能会暴露在电池中，导致容量衰减和性能下降。剥离强度不足的涂层可能无法满足高倍率操作的要求，导致电池性能下降，甚至可能引发热失控或安全问题。涂层与集流体之间的剥离会导致接触电阻增加，从而增加电池的总内阻。内阻的增加会导致电池在高电流下的电压降低，影响了电池的功率输出和性能。为了确保涂层与集流体之间的牢固附着，电池制造商通常会采用一些技术和材料，例如特殊的粘合剂、涂层工艺和集流体表面处理。

 

涂层脱落分级表-资料源自网络

 

五、电池性能的检测

通过测定锂电池极片和集流体间的剥离强度，我们可以评估电池的以下性能指标：

  • 稳定性：剥离强度较高的电池在充放电过程中更稳定，不易出现电极脱落等问题。

  • 安全性：剥离强度是评价电池安全性的重要参数之一。强度不足可能导致电池在使用过程中发生短路等安全事故。

  • 寿命：剥离强度的变化可以反映电池的老化程度，从而评估电池的寿命。

  • 能量密度：剥离强度的提高有助于提高电极的附着力，从而提高电池的能量密度。

利用万能试验机测定锂电池极片和集流体间的剥离强度是评估电池性能的重要手段。通过这一测试，可以深入了解电池的内在性能，为电池的优化设计和改进提供有力支持。同时，也有助于提高锂电池在各个领域的应用效果和使用安全性。

 

万能试验机测定剥离强度-图片源自网络

 

相关文献

  1. 《一种测定锂电池极片与集流体粘结力的方法与装置》：该文献介绍了一种测定锂电池极片与集流体粘结力的方法，通过万能试验机进行剥离测试，并利用图像处理技术对剥离后的极片进行自动识别和测量，提高了测试效率和准确性。

  2. 《锂离子电池极片与集流体粘结强度无损检测方法研究》：该文献提出了一种基于超声无损检测技术的锂离子电池极片与集流体粘结强度检测方法。该方法利用超声波在极片和集流体界面处的反射和透射信号，通过分析这些信号的幅度、相位等信息，可以无损地检测出极片与集流体之间的粘结强度。

  3. 《基于万能试验机的锂电池极片剥离强度测试研究》：该文献介绍了一种基于万能试验机的锂电池极片剥离强度测试方法。该方法通过调整试验机的夹具和试样制备方式，实现了对极片和集流体之间粘结力的准确测量，并探讨了不同因素对剥离强度的影响。

 

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