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(yàn)測(cè)試了電極樣品表面涂層的剝離力值，并介紹了試驗(yàn)原理、設(shè)備XLW(PC)智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)的參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過(guò)程等內(nèi)容，為如何檢測(cè)電極涂層的附著牢度提供參考。

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

1、意義

根據(jù)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(dǎo)致電極失效、損耗嚴(yán)重，極大地降低電池的使用壽命。隨著電池在汽車(chē)、電力儲(chǔ)能、移動(dòng)通信、新能源儲(chǔ)能動(dòng)力電源、航箜等領(lǐng)域的推廣及應(yīng)用，使用壽命對(duì)電池的應(yīng)用性能顯得更為重要，因此更應(yīng)該重視電極涂層附著牢度的檢測(cè)與研究。本文針對(duì)性的介紹了一種檢測(cè)涂層附著牢度的有效測(cè)試方法。

圖1 涂層電極舉例

2、試驗(yàn)樣品

本文以黑色涂層電極片為試驗(yàn)樣品。

3、試驗(yàn)依據(jù)

目前，國(guó)內(nèi)尚未發(fā)布與電極涂層附著牢度相關(guān)的檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)，本次試驗(yàn)的試樣制備部分操作依據(jù)GB/T 7707-2008《凹版裝潢印刷品》中有關(guān)墨層結(jié)合牢度部分進(jìn)行，測(cè)試過(guò)程則采用GB 8808-1988《軟質(zhì)復(fù)合塑料材料剝離試驗(yàn)方法》進(jìn)行。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本次試驗(yàn)采用XLW(PC)智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試樣品的剝離強(qiáng)度。

4.1 試驗(yàn)原理

本次檢測(cè)是通過(guò)測(cè)試膠粘帶將涂層從電極表面剝離所需要力值的大小評(píng)價(jià)涂層在電極表面的附著牢度。試驗(yàn)時(shí)將試驗(yàn)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(shè)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(yàn)機(jī)

4.2 設(shè)備參數(shù)

500 N、50 N兩種規(guī)格的力值傳感器可供選擇，測(cè)試精度為0.5級(jí)，在行業(yè)內(nèi)，有效的保證了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性；根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，設(shè)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(yàn)速度，可根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求自由設(shè)定；1000 mm的超長(zhǎng)行程可以滿足超大變形率材料的測(cè)試；限位保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、自動(dòng)回位以及掉電記憶等智能配置，保證用戶的操作安全；一臺(tái)試驗(yàn)機(jī)集成拉伸、剝離、撕裂等七種獨(dú)立的測(cè)試程序，為用戶提供了多種試驗(yàn)項(xiàng)目的選擇。

4.3 適用范圍

(1) 本設(shè)備可用于塑料薄膜、復(fù)合膜、薄片等材料的剝離強(qiáng)度性能、拉伸性能、拉斷力、抗拉強(qiáng)度與變形率、抗撕裂性能、熱封強(qiáng)度性能、抗穿刺性能等指標(biāo)的測(cè)試；可用于輸液袋蓋、軟橡膠瓶塞、口服液蓋穿刺/拉拔力的測(cè)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(cè)試。

(2) 本設(shè)備可滿足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(xiàng)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

5、試驗(yàn)過(guò)程

(1) 從含涂層電極樣品表面裁取寬為15.0 mm，長(zhǎng)度100 mm的試樣5片，從滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的膠粘帶上裁取寬15.0 mm，長(zhǎng)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(yīng)*對(duì)齊，用膠粘帶壓輥機(jī)將粘貼好膠粘帶的試樣輥壓3次，放置10 min。

(3) 在設(shè)備的控制軟件上設(shè)置試樣名稱、試驗(yàn)速度、無(wú)效頭長(zhǎng)、無(wú)效尾長(zhǎng)等參數(shù)信息。

(4) 將膠粘帶的自由端及試樣分別裝夾在設(shè)備的上、下夾具中，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開(kāi)始。上夾具向上運(yùn)動(dòng)，使粘有涂層的膠粘帶與試樣電極發(fā)生剝離，試驗(yàn)結(jié)束后，設(shè)備顯示試驗(yàn)結(jié)果。按照此裝樣試驗(yàn)過(guò)程測(cè)試其余4片試樣。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次試驗(yàn)所測(cè)試5片試樣的測(cè)試結(jié)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(jié)論

涂層在電極表面的附著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(yàn)方法測(cè)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牢度，試驗(yàn)簡(jiǎn)單，且設(shè)備易于操作，測(cè)試結(jié)果可靠。為了更好的模擬電極的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，還可根據(jù)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(cè)試。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事包裝檢測(cè)設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測(cè)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)有設(shè)備可測(cè)試包裝材料的阻隔性能、物理機(jī)械性能、衛(wèi)生性能等性能指標(biāo)。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。