涂層內(nèi)聚力的表征方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及材料分析測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種涂層內(nèi)聚力的表征方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著對不可再生能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)的重視，電池電動汽車已成為一種 發(fā)展趨勢。綠色環(huán)保的鋰離子電池是電動汽車的重要組成部分，電池的開發(fā)和生產(chǎn)是制約 整個電動汽車行業(yè)發(fā)展的重要因素。鋰離子電池極片涂層的微觀結(jié)構(gòu)由分子級的子層構(gòu) 成，涂層的內(nèi)聚力即為這些子層之間的粘合力。電池極片的涂層內(nèi)聚力不僅可反映鋰離子 電池極片涂層子層之間粘結(jié)力的差異，同時也直接影響著鋰電池的內(nèi)阻和循環(huán)壽命等性 能。在鋰離子電池充放電的過程中，鋰離子的嵌入與迀出都會導(dǎo)致正負(fù)極涂層的膨脹和收 縮，此時電池極片涂層的內(nèi)聚力大小會起到至關(guān)重要的作用。如果電池極片涂層之間的內(nèi) 聚力不夠，正負(fù)極片上的涂層在鋰離子嵌入與迀出的過程中就會出現(xiàn)涂層脫落掉粉的情 況。然而在電池的制造生產(chǎn)過程中，涂層脫落掉粉的情況是不被接受的。因此，在電池的研 究和生產(chǎn)中有必要對電池極片的涂層進(jìn)行內(nèi)聚力測試，這對制造電池極片有著非常重要的 意義。然而，現(xiàn)有技術(shù)中并不存在一種對涂層內(nèi)聚力進(jìn)行精確定量表征的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了 一種涂層內(nèi)聚力的表征方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對涂層內(nèi) 聚力進(jìn)行精確定量表征。
[0004] 本發(fā)明一實施例提供的一種涂層內(nèi)聚力的表征方法包括：
[0005] 在單面帶有涂層的待測試片含有涂層的一面貼裝膠帶，并預(yù)留所述膠帶的一端未 貼裝在所述待測試片上；
[0006] 固定所述待測試片，利用所述膠帶未貼裝的一端將所述膠帶從所述涂層表面剝 離，測定所述膠帶從所述涂層表面剝離后的剝離力，利用所述剝離力表征涂層的內(nèi)聚力值。
[0007] 進(jìn)一步地，固定所述待測試片包括：
[0008] 通過雙面膠將待測試片的不含涂層的一面貼裝在一固定的剛性測試底板表面。
[0009] 進(jìn)一步地，夾住所述膠帶未貼裝的一端進(jìn)行剝離包括：
[0010] 夾住所述膠帶未貼裝的一端向所述膠帶的另一端進(jìn)行180°剝離；或，
[0011] 夾住所述膠帶未貼裝的一端向所述膠帶的上方進(jìn)行90°剝離。
[0012] 進(jìn)一步地，通過一個剝離試驗機(jī)完成對所述膠帶的剝離和涂層內(nèi)聚力值的讀??； 其中，所述剝離試驗機(jī)包括：拖動電機(jī)、剝離夾頭、固定夾頭和測力裝置；所述拖動電機(jī)分 別與所示剝離夾頭和所述測力裝置連接，所述固定夾頭用于在剝離過程中固定所述待測試 片；此時，所述方法包括：
[0013] 通過所述剝離夾頭夾住所述膠帶未貼裝的一端，在所述拖動電機(jī)的拖動下剝離所 述膠帶，當(dāng)所述膠帶從所述涂層表面剝離后，利用所述測力裝置讀取的剝離力的數(shù)值表征 涂層的內(nèi)聚力值。
[0014]進(jìn)一步地，所述方法進(jìn)一步包括：在所述膠帶被從所述涂層表面剝離后，通過所述 待測試片上涂層的殘留率來輔助表征涂層的內(nèi)聚力；其中，所述殘留率為所述待測試片上 未被剝離的涂層質(zhì)量與所述待測試片被剝離之前的涂層總質(zhì)量之比。
[0015]進(jìn)一步地，所述方法進(jìn)一步包括：
[0016]在所述待測試片含有涂層的一面貼裝膠帶后，在恒溫恒濕的條件下采用壓輥在所 述膠帶表面來回輥壓至少一次。
[0017]進(jìn)一步地，所述恒溫恒濕的條件包括：溫度為23±2°C，濕度為55±5%;和/或，
[0018]所述壓輥為重量為2KG的橡膠壓輥。
[0019]進(jìn)一步地，夾住所述膠帶未貼裝的一端進(jìn)行剝離的速度為300mm/min。
[0020] 進(jìn)一步地，所述膠帶已貼裝部分的長度至少為所述待測試片長度的90%。
[0021] 進(jìn)一步地，所述膠帶為美紋紙膠帶，所述待測試片為鋰離子電池極片，所述涂層為 涂布在所述鋰離子電池極片表面的含有粘合劑的漿料。
[0022] 本發(fā)明實施例提供的一種涂層內(nèi)聚力的表征方法，將待測試片固定，并在所述待 測試片含有涂層的一面貼裝膠帶；使得膠帶被剝離時，剝離實驗的微觀分離面主要在涂層 內(nèi)部的子層之間。因此通過測量膠帶被剝離后的剝離力，即可實現(xiàn)對涂層內(nèi)聚力的精確定 量表征。此外，采用膠帶以剝離試驗進(jìn)行內(nèi)聚力測試，無需改變電池極片的工藝流程，可實 現(xiàn)方便的內(nèi)聚力測試，誤差小、可重復(fù)性好。
【附圖說明】
[0023]圖1所示為本發(fā)明一實施例提供的一種涂層內(nèi)聚力的表征方法的流程圖。
[0024]圖2a和圖2b所示為本發(fā)明實施例所提供的一種涂層內(nèi)聚力的表征方法的原理示 意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本 發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實 施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]圖1所示為本發(fā)明一實施例提供的一種涂層內(nèi)聚力的表征方法的流程圖。該方法 包括：
[0027] 步驟101 :在單面帶有涂層的待測試片含有涂層的一面貼裝膠帶，并預(yù)留膠帶的 一端未貼裝在待測試片上。所貼裝的膠帶用于在后續(xù)的剝離過程中將涂層表面的子層黏貼 掉，膠帶預(yù)留的部分用于被夾住以進(jìn)行剝離試驗。
[0028]在本發(fā)明一實施例中，為了保證剝離測試的完整性，膠帶已貼裝部分的長度至少 應(yīng)為待測試片長度的90%。
[0029]膠帶的具體選擇可根據(jù)所測試涂層的性質(zhì)決定；同時，為了保證在相同的實驗 條件下形成不同待測試片的涂層內(nèi)聚力對比，不同批次膠帶的粘度需保持穩(wěn)定一致。例 如，當(dāng)待測試片為鋰離子電池極片，涂層為涂布在鋰離子電池極片表面的含有粘合劑的漿 料時，采用美紋紙膠帶可實現(xiàn)快速穩(wěn)定的涂層內(nèi)聚力測試。美紋紙是一種高科技裝飾、噴 涂用紙，在現(xiàn)有技術(shù)中用于對不需要加工（噴涂或電鍍等）的區(qū)域進(jìn)行遮蓋，粘度一般在 5. lN/25mm~7. 5N/25mm。發(fā)明人在業(yè)內(nèi)首次認(rèn)識到，采用美紋紙以剝離試驗對鋰離子電池 極片表面的涂層進(jìn)行內(nèi)聚力測試時，剝離的分離面主要存在于涂層內(nèi)部，因此剝離過程的 剝離力可以很好的反映涂層內(nèi)聚力的大小。此外，由于標(biāo)準(zhǔn)的美紋紙的性能十分穩(wěn)定，在用 于測試鋰離子電池極片表面的涂層內(nèi)聚力時，測試的數(shù)據(jù)也十分穩(wěn)定，可形成很有參考意 義的數(shù)據(jù)對比。然而，如前所述，膠帶的具體選擇可根據(jù)所測試涂層的性質(zhì)決定，因此本發(fā) 明對膠帶的具體種類并不做限定。
[0030] 步驟102 :固定待測試片，利用膠帶未貼裝的一端將膠帶從涂層表面剝離，測定膠 帶從涂層表面剝離后的剝離力，利用剝離力表征涂層的內(nèi)聚力值。
[0031 ] 為了防止在剝離的過程中，待測試片本身發(fā)生彎折而影響內(nèi)聚力的測試結(jié)果（尤 其當(dāng)待測試片為電池正極極片時，彎折的現(xiàn)象更為明顯），可通過雙面膠將待測試片的不含 涂層的一面貼裝在一固定的剛性測試底板表面。此外，當(dāng)夾住膠帶未貼裝的一端進(jìn)行剝離 時，可以是夾住膠帶未貼裝的一端向膠帶的另一端進(jìn)行180°剝離，或夾住膠帶未貼裝的一 端向膠帶的上方進(jìn)行90°剝離。
[0032] 在本發(fā)明一實施例中，可通過一個剝離試驗機(jī)完成對膠帶的剝離和涂層內(nèi)聚力值 的讀取。該剝離試驗機(jī)可包括：拖動電機(jī)、剝離夾頭、固定夾頭和測力裝置；拖動電機(jī)分別 與所示剝離夾頭和測力裝置連接，固定夾頭用于在剝離過程中固定待測試片。此時，具體的 剝離過程可為：通過剝離夾頭夾住膠帶未貼裝的一端，在拖動電機(jī)的拖動下將膠帶進(jìn)行剝 離，當(dāng)膠帶從涂層表面剝離后，利用測力裝置讀取剝離力的數(shù)值表征涂層的內(nèi)聚力值。
[0033] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，該剝離試驗機(jī)還可