摘要：電極涂層是否易脫落是影響電池使用性能及壽命的重要因素。本文通過(guò)180度剝離試驗測試了電極樣品表面涂層的剝離力值，并介紹了試驗原理、設備XLW(PC)智能電子拉力試驗機的參數及適用范圍、試驗過(guò)程等內容，為如何檢測電極涂層的附著(zhù)牢度提供參考。

關(guān)鍵詞：電極涂層、附著(zhù)牢度、剝離力值、180度剝離、智能電子拉力試驗機、涂層脫落

1、意義

　　根據涂層材料及電極種類(lèi)的不同，電極涂層具有多種功能，如良好的電化學(xué)活化功能、提高電極的抗氧化能力等。涂層在電極表面附著(zhù)的牢固程度是決定涂層能否充分發(fā)揮上述功能的重要因素，若涂層的附著(zhù)牢度較差，甚至發(fā)生脫落，則會(huì )降低甚至失去其活化與抗氧化功能，導致電極失效、損耗嚴重，極大地降低電池的使用壽命。隨著(zhù)電池在汽車(chē)、電力儲能、移動(dòng)通信、新能源儲能動(dòng)力電源、航空等領(lǐng)域的推廣及應用，使用壽命對電池的應用性能顯得更為重要，因此更應該重視電極涂層附著(zhù)牢度的檢測與研究。本文針對性的介紹了一種檢測涂層附著(zhù)牢度的有效測試方法。

圖1 涂層電極舉例

2、試驗樣品

　　本文以黑色涂層電極片為試驗樣品。

3、試驗依據

　　目前，國內尚未發(fā)布與電極涂層附著(zhù)牢度相關(guān)的檢測方法標準，本次試驗的試樣制備部分操作依據GB/T 7707-2008《凹版裝潢印刷品》中有關(guān)墨層結合牢度部分進(jìn)行，測試過(guò)程則采用GB 8808-1988《軟質(zhì)復合塑料材料剝離試驗方法》進(jìn)行。

4、試驗設備

　　本次試驗采用XLW(PC)智能電子拉力試驗機測試樣品的剝離強度。

4.1 試驗原理

　　本次檢測是通過(guò)測試膠粘帶將涂層從電極表面剝離所需要力值的大小評價(jià)涂層在電極表面的附著(zhù)牢度。試驗時(shí)將試驗裝夾在下夾具中，該夾具固定不動(dòng)，粘貼涂層所用膠帶的自由端固定在上夾具中，該夾具可按照設定的速度向上移動(dòng)，從而帶動(dòng)膠粘帶將涂層從電極表面剝離。上夾具配置的力值傳感器實(shí)時(shí)記錄剝離過(guò)程產(chǎn)生的力值，記錄力值的平均值作為電極涂層的剝離力值。

圖2  XLW(PC)智能電子拉力試驗機

4.2 設備參數

　　500 N、50 N兩種規格的力值傳感器可供選擇，測試精度為0.5級，有效的保證了試驗結果的準確性；根據相關(guān)標準規定，設備提供50 mm/min、100 mm/min、150 mm/min、200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min、500 mm/min七種試驗速度，可根據試驗標準要求自由設定；1000 mm的超長(cháng)行程可以滿(mǎn)足超大變形率材料的測試；限位保護、過(guò)載保護、自動(dòng)回位以及掉電記憶等智能配置，保證用戶(hù)的操作安全；一臺試驗機集成拉伸、剝離、撕裂等七種獨立的測試程序，為用戶(hù)提供了多種試驗項目的選擇。

4.3 適用范圍

　　(1) 本設備可用于塑料薄膜、復合膜、薄片等材料的剝離強度性能、拉伸性能、拉斷力、抗拉強度與變形率、抗撕裂性能、熱封強度性能、抗穿刺性能等指標的測試；可用于輸液袋蓋、軟橡膠瓶塞、口服液蓋穿刺/拉拔力的測試；可用于膠帶解卷力、塑料瓶抗壓力、組合蓋及果凍杯、酸奶杯蓋膜的開(kāi)啟力等產(chǎn)品與包裝性能的測試。

　　(2) 本設備可滿(mǎn)足ISO 37、GB/T 10004、GB 8808、GB/T 1040.1、GB/T 1040.2、GB/T 1040.3、GB/T 1040.4、GB/T 1040.5、QB/T 2358、QB/T 1130、ASTM D882、ASTM D1938、ASTM D3330等20余項國內外相關(guān)標準。

5、試驗過(guò)程

　　(1) 從含涂層電極樣品表面裁取寬為15.0 mm，長(cháng)度100 mm的試樣5片，從滿(mǎn)足標準要求的膠粘帶上裁取寬15.0 mm，長(cháng)度至少250 mm的膠粘帶5條。

　　(2) 分別將5條膠粘帶粘貼在5條試樣上，兩者的寬度方向應*對齊，用膠粘帶壓輥機將粘貼好膠粘帶的試樣輥壓3次，放置10 min。

　　(3) 在設備的控制軟件上設置試樣名稱(chēng)、試驗速度、無(wú)效頭長(cháng)、無(wú)效尾長(cháng)等參數信息。

　　(4) 將膠粘帶的自由端及試樣分別裝夾在設備的上、下夾具中，點(diǎn)擊試驗選項，試驗開(kāi)始。上夾具向上運動(dòng)，使粘有涂層的膠粘帶與試樣電極發(fā)生剝離，試驗結束后，設備顯示試驗結果。按照此裝樣試驗過(guò)程測試其余4片試樣。

6、試驗結果

　　本次試驗所測試5片試樣的測試結果分別為0.831 N/15mm、0.806 N/15mm、0.846 N/15mm、0.811 N/15mm、0.795 N/15mm，則將樣品的涂層從電極表面剝離所需要的力值為0.818 N/15mm。

7、結論

　　涂層在電極表面的附著(zhù)牢度是影響電池使用壽命的重要因素。本文利用180度剝離試驗方法測試了將涂層從電極樣品表面剝離所需要的力值，并以此來(lái)表征涂層在電極表面的附著(zhù)牢度，試驗簡(jiǎn)單，且設備易于操作，測試結果可靠。為了更好的模擬電極的實(shí)際應用環(huán)境，還可根據實(shí)際情況，將制備好的試樣放置在高溫環(huán)境中處理一段時(shí)間進(jìn)行測試。濟南蘭光機電技術(shù)有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事包裝檢測設備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的優(yōu)良企業(yè)，現有設備可測試包裝材料的阻隔性能、物理機械性能、衛生性能等性能指標，了解相關(guān)設備及檢測服務(wù)信息，可登陸濟南蘭光公司網(wǎng)站查看或致電咨詢(xún)。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作。