锂电池极片孔隙率检测方法:气体置换法操作流程详解

检测知识 百检检测 2026-09-18

一、检测对象与适用材料

  • 正极极片:磷酸铁锂、三元材料(NCM/NCA)、钴酸锂等正极涂覆极片。

  • 负极极片:石墨负极、硅碳负极等涂覆极片。

  • 电池隔膜:聚烯烃隔膜(PE/PP)、水系涂覆聚烯烃隔膜、油系涂覆隔膜。

二、检测标准

标准编号标准名称适用对象
GB/T 24586-2009铁矿石 表观密度、真密度和真气孔率的测定方法极片孔隙率测定(参照使用)
GB/T 36363-2018锂离子电池用聚烯烃隔膜聚烯烃隔膜产品标准
SJ/T 12189-2026锂离子电池隔膜孔隙率和孔径分布测试方法 压水法聚烯烃隔膜及水系涂覆隔膜
T/CAAMTB 201-2024锂离子电池全生命周期关键材料 隔膜孔隙率测试方法新鲜隔膜及拆解隔膜
ASTM D6226气体置换法测定开孔泡沫塑料开孔含量隔膜(参照使用)

三、检测项目

  • 极片孔隙率:活性材料层中孔隙体积占活性材料层总体积的百分比。

  • 隔膜孔隙率:隔膜中孔隙体积占隔膜总体积的百分比,常规聚烯烃隔膜约30%~60%。

  • 孔径分布:隔膜中不同孔径范围的孔隙体积分布。

  • 真体积与表观体积:孔隙率计算的基础参数。

  • 透气度:反映隔膜离子传输能力的辅助指标。

四、检测方法

1. 气体置换法(极片孔隙率)

依据GB/T 24586-2009,将极片试样浸渍于碳酸甲乙酯(EMC)中清洗后,采用AccuPyc II 1340真密度仪,利用小分子直径的惰性气体(氦气)置换法测定极片的真体积。该方法结合阿基米德原理和玻尔定律(PV=nRT),精确测量被测材料的真实体积。

计算公式为:孔隙率P = (V2 - V1) / V2 × 100%,其中V1为样品真体积,V2为样品表观体积(通过面积×厚度×样品数计算)。对于正极极片,还需扣除集流体体积,活性材料层孔隙率ρ = ρ总 × V / (V - V集流体)。

2. 压水法(隔膜孔隙率)

依据SJ/T 12189-2026,采用压水法测试锂离子电池用隔膜孔隙率和孔径分布。该方法适用于聚烯烃隔膜及水系涂覆聚烯烃隔膜,对于油系涂覆聚烯烃隔膜也可参照使用。

3. 气体置换法(隔膜孔隙率)

依据GB/T 24586-2009,使用氦气或氮气等惰性气体作为介质,采用气体置换法测定隔膜或基材的实体积V2,隔膜孔隙率 = (V1 - V2) / V1 × 100%,其中V1为表观体积。

4. 压汞法

依据ISO 15901-1:2016和ASTM D4404-18,采用压汞仪测定隔膜的孔径分布。在4psi~60,000psi压力范围内,可测定相当于50μm~0.003μm的细孔范围的孔隙容积分布。


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