锂电池的电解液浸润性评测研究

良好的电解液浸润性对于提高锂电池的倍率性能、放电容量和使用寿命具有关键作用。电解液浸润性的评测方法多种多样, 常用的方法有: 接触角测量法、浸润时间法(静滴法)、 浸润高度、表面张力测量法、润湿天平法。

一.接触角测量法

接触角测量法是将电解液滴加到极片或隔膜的表面，根据电解液和极片或隔膜的接触角来判断其电解液的浸润性;接触角接近0°表示电解液良好地浸润在表面上,而接近90°则表示电解液在表面上有较差的浸润性能。接触角法测试极片浸润性虽然是一种常用的方法,但也存在一些缺点,主要包括:(1)表面粗糙度的影响:实际表面往往粗糙或不均匀,这会导致接触角出现滞后现象,这种不均匀性可能使得测试结果难以准确反映极片的真实浸润性能;(2)压片效果的不确定性:在进行接触角测试时,如果极片压片效果不佳,可能会导致测试过程 中液滴与极片表面接触不良,进而影响测试结果的可靠性。(3)实验设备要求较高这种方法在测试时电解液在极片或隔膜表面的铺展速度较快，通常测试需要配备高速摄像仪器，整体测试成本和难度较高，且电解液在极片或隔膜上完全浸润时间以及浸润速度难以考察。

二.浸润高度法

浸润高度法是将固定尺寸的固体材料(如隔膜)完全浸入或一端浸入电解液中,根据一定时间内极片中浸入电解液的质量来评估浸润性能。但是该数据偏差较大,结果难重现,极片一致性难以保证;其可能原因是由于测试过程中存在多种不可控因素。同时浸润高度法主要依赖于极片在一定时间内浸入电解液的质量来评估浸润性能,但这种方法可能无法全面反映电解液在极片内部的真实浸润情况,特别是对于浸润不均匀或存在微观结构差异的极片来说,评估结果可能不够准确。并且对极片尺寸和形状的依赖性强:测试时需要固定尺寸的极片,这限制了该方法在不同尺寸和形状极片上的适用性。对于非标准尺寸或特殊形状的极片,可能需要额外的处理和转换,增加了测试的复杂性和不确定性。此类方法测试时间较长:为了获得较为准确的浸润性能评估结果,通常需要在电解液中浸泡一段时间,这可能导致测试周期较长,不利于快速研发和生产过程中的及时评估。

三.浸润天平法

浸润天平法将极片挂在天平下,记录时间和初始极片质量，后续每隔一定的时间对极片电解液引起质量变化进行记录。但是该方法得出数据偏差较大,存在数值异常现象,无法体现浸润剂实际的效果,如测试主要问题在于条件控制难，浸润质量法需要精确控制测试条件,如电解液温度、浓度、极片尺寸等,任何微小变化都可能影响测试结果,增加了测试的难度和复杂性;同时测试时间较长:为了获得准确的浸润质量数据,通常需要让极片在电解液中浸泡较长时间,这可能导致测试周期较长,不利于快速研发和生产过程中的及时评估，同时设备依赖性强:浸润质量法测试通常需要使用特定的测量设备,如高精度天平、恒温恒湿箱等,这些设备的精度和稳定性直接影响测试结果的准确性。

四.表面张力测量法

表面张力测量法是表面张力是液体表面相对固体表面的作用力。电解液的表面张力越大,其浸润性能越差。通过测量电解液的表面张力,可以间接评估其在固体表面上的浸润性能。