GB-T 36276-2018 中文版（锂离子电池隔膜 技术要求与测试方法）

GB/T36276-2018中文版（锂离子电池隔膜技术要求与测试方法）前言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国电池标准化技术委员会（SAC/TC182）归口。本标准负责起草单位：中国电子科技集团公司第十八研究所、深圳星源材质科技股份有限公司、宁波恩捷新材料科技股份有限公司、江苏中达新材料集团股份有限公司、天津力神电池股份有限公司。本标准参加起草单位：宁德时代新能源科技股份有限公司、比亚迪股份有限公司、合肥国轩高科动力能源股份公司、上海恩捷新材料科技有限公司、山东恒信东方新材料科技有限公司、中国标准化研究院。本标准主要起草人：XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX。本标准为首次发布。1范围本标准规定了锂离子电池用隔膜（以下简称“隔膜”）的术语和定义、技术要求、测试方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存，以及附录内容。本标准适用于锂离子电池（包括锂离子动力电池、储能锂离子电池、消费类锂离子电池）用聚烯烃隔膜及其他类型隔膜，不适用于军用、航空航天专用锂离子电池隔膜（另有专用标准规定）。本标准所规定的技术要求和测试方法，用于规范隔膜的生产质量控制、性能验证及市场准入，为锂离子电池的安全、稳定运行提供保障。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T191包装储运图示标志GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.4电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db：交变湿热（12h+12h循环）GB/T1033.1塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法GB/T1040.1塑料拉伸性能的测定第1部分：总则GB/T1040.3塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件GB/T13022塑料薄膜拉伸性能试验方法GB/T14214塑料膜和片润湿张力的测定GB/T15720纺织品织物透湿性试验方法吸湿法GB/T26525-2011锂离子电池用聚烯烃隔膜GB/T31485电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法GB/T31486电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1锂离子电池隔膜lithium-ionbatteryseparator置于锂离子电池正、负极之间，具有一定孔隙率和机械强度，能够阻止正、负极直接接触发生短路，同时允许锂离子通过、阻碍电子通过的薄膜材料，是锂离子电池的核心功能性部件之一。3.2聚烯烃隔膜polyolefinseparator以聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）或其共聚物为主要原料，通过熔融拉伸、湿法相分离等工艺制备的锂离子电池隔膜，包括单层PE隔膜、单层PP隔膜及PP/PE/PP三层复合隔膜。3.3孔隙率porosity隔膜中孔隙体积占隔膜总体积的百分比，是衡量隔膜透气、离子传导性能的核心参数之一。3.4透气度airpermeability在规定压力下，单位时间内通过单位面积隔膜的空气体积，单位以s/100mL（葛尔莱值）表示，数值越大，透气性能越差。3.5热收缩率thermalshrinkage隔膜在规定温度和时间下加热后，长度或宽度方向的尺寸变化率，分为纵向（MD）热收缩率和横向（TD）热收缩率，反映隔膜的热稳定性。3.6穿刺强度puncturestrength穿刺针以规定速度穿刺隔膜至破裂时所需的最大力，单位为N，反映隔膜抵御尖锐物体刺穿的能力，直接关系到锂离子电池的安全性能。3.7润湿性能wettability隔膜与锂离子电池电解液的亲和能力，通常以接触角或润湿时间衡量，润湿性能越好，电解液在隔膜中的渗透速度越快，电池的离子传导效率越高。3.8受试样品testsample用于进行各项性能测试的隔膜成品，应符合产品设计要求，无出厂缺陷（如针孔、破损、折痕、杂质等），且处于正常使用状态。4技术要求隔膜的技术要求分为外观要求、尺寸要求、理化性能要求、安全性能要求四大类，所有受试样品均应符合本章节规定的各项指标。4.1外观要求4.1.1隔膜表面应平整、光滑，无明显折痕、皱纹、针孔、气泡、破损及污渍，无肉眼可见的杂质、颗粒及黑点。4.1.2隔膜边缘应整齐、无毛刺、无撕裂，收卷应紧密、均匀，无松卷、错层、脱边现象。4.1.3隔膜颜色应均匀一致，无明显色差；若为涂层隔膜，涂层应均匀、无脱落、无露底现象。4.2尺寸要求4.2.1厚度及偏差：隔膜的厚度应符合产品设计要求，厚度偏差应控制在±5%以内；对于多层复合隔膜，各单层厚度偏差应控制在±8%以内。4.2.2宽度及偏差：隔膜的宽度应符合产品设计要求，宽度偏差应控制在±0.5mm以内（宽度≤500mm）或±1.0mm以内（宽度>500mm）。4.2.3长度：隔膜的长度应符合产品设计要求，长度偏差应控制在±1%以内；收卷长度不小于设计值的99.5%。4.2.4平整度：隔膜的平整度应≤0.5mm/m，无明显翘曲。4.3理化性能要求4.3.1密度：聚烯烃隔膜的密度应在0.90g/cm³~0.95g/cm³之间，其他类型隔膜的密度应符合产品设计要求，偏差不超过±0.03g/cm³。4.3.2孔隙率：常规隔膜的孔隙率应在35%~50%之间；动力电池用隔膜的孔隙率应在40%~55%之间，偏差不超过±3%。4.3.3透气度：常规隔膜的透气度（葛尔莱值）应在50s/100mL~300s/100mL之间；动力电池用隔膜的透气度应在80s/100mL~400s/100mL之间，偏差不超过±10%。4.3.4拉伸强度：纵向（MD）拉伸强度不小于15MPa，横向（TD）拉伸强度不小于10MPa；断裂伸长率：纵向不小于100%，横向不小于80%。4.3.5热收缩率：在105℃、30min条件下，纵向热收缩率不大于5%，横向热收缩率不大于3%；在130℃、30min条件下，纵向热收缩率不大于10%，横向热收缩率不大于5%（动力电池用隔膜额外要求）。4.3.6穿刺强度：不小于0.3N/μm（以隔膜厚度计），同一样品不同位置的穿刺强度偏差不超过±15%。4.3.7润湿性能：隔膜与电解液的接触角不大于30°，润湿时间不超过30s；浸泡电解液后，隔膜应完全润湿，无明显干区。4.3.8耐化学性：隔膜在锂离子电池电解液中浸泡72h后，无膨胀、无溶解、无破裂，尺寸变化率不超过±2%，拉伸强度保留率不低于85%。4.3.9透湿性：在25℃、相对湿度90%条件下，隔膜的透湿量不大于5g/(m²·24h)，确保电池内部干燥。4.4安全性能要求4.4.1热稳定性：隔膜在150℃、30min条件下，无熔融、无破裂、无明显收缩（收缩率不大于15%），确保电池高温环境下不发生短路。4.4.2短路防护：隔膜在受到外力穿刺、挤压时，应能保持结构完整性，不发生正负极直接接触；穿刺后，电池模拟短路电流不超过0.5A（标准测试条件下）。4.4.3阻燃性能（可选）：对于有阻燃要求的隔膜，应符合GB/T31485的相关规定，燃烧等级不低于V-1级，无滴落、无明火蔓延。4.4.4耐高低温性能：隔膜在-40℃~85℃环境下静置24h后，无破裂、无变形，各项理化性能指标偏差不超过±10%，能正常发挥隔离作用。5测试方法本章节规定了隔膜各项技术要求对应的测试方法，所有测试应在标准环境条件下进行，特殊测试条件另行规定。标准环境条件：温度23℃±2℃，相对湿度45%~75%，大气压力86kPa~106kPa，环境洁净度无明显灰尘、腐蚀性气体，试验区域无振动、电磁干扰。5.1外观测试5.1.1测试设备：自然光或标准光源（亮度不低于500lx）、放大镜（放大倍数不低于10倍）。5.1.2测试步骤：将受试样品平铺在平整的测试台上，在自然光或标准光源下，用肉眼观察表面状态、边缘情况及颜色；用放大镜检查微小缺陷（如针孔、杂质），记录缺陷的数量、位置及大小。5.1.3判定：符合4.1条要求即为合格，若出现1个直径≥0.1mm的针孔或明显破损、脱边，判定为不合格。5.2尺寸测试5.2.1厚度测试：a)测试设备：精度不低于0.001mm的测厚仪，测量压力为0.02MPa±0.005MPa。b)测试步骤：在受试样品上随机选取10个不同位置（间距不小于50mm），每个位置测量3次，取平均值作为样品的厚度；多层复合隔膜需分别测量各单层厚度。c)计算：厚度偏差=（实测平均值-设计厚度）/设计厚度×100%，符合4.2.1条要求即为合格。5.2.2宽度和长度测试：a)测试设备：精度不低于0.01mm的卷尺、游标卡尺（宽度≤500mm）或激光测距仪（宽度>500mm）。b)测试步骤：宽度测试：在样品长度方向上随机选取5个位置，测量宽度并取平均值；长度测试：测量整卷隔膜的展开长度，或按产品标识长度核对，记录实测值。c)计算：宽度偏差、长度偏差按4.2.2、4.2.3条公式计算，符合要求即为合格。5.2.3平整度测试：a)测试设备：平整度测试仪或平尺（精度不低于0.01mm）、塞尺。b)测试步骤：将样品平铺在平整的测试台上，用平尺覆盖样品表面，测量平尺与样品之间的最大间隙，即为平整度，符合4.2.4条要求即为合格。5.3理化性能测试5.3.1密度测试：按GB/T1033.1的规定进行，采用浸渍法，选取3个不同样品，每个样品测量3次，取平均值，符合4.3.1条要求即为合格。5.3.2孔隙率测试：采用称重法，测试步骤如下：a)测试设备：电子天平（精度不低于0.0001g）、游标卡尺、真空干燥箱。b)测试步骤：选取3个10mm×10mm的样品，烘干至恒重，记录质量m1；测量样品的长度、宽度、厚度，计算体积V；将样品浸入无水乙醇中，真空浸泡30min，取出后擦干表面多余乙醇，记录质量m2。c)计算：孔隙率P=（m2-m1）/(V×ρ)×100%，其中ρ为无水乙醇密度（23℃时为0.789g/cm³），符合4.3.2条要求即为合格。5.3.3透气度测试：按GB/T26525-2011的规定进行，采用葛尔莱透气度仪，测试压力为12.4kPa，选取3个不同样品，每个样品测量3次，取平均值，符合4.3.3条要求即为合格。5.3.4拉伸强度和断裂伸长率测试：按GB/T1040.3、GB/T13022的规定进行，测试速度为50mm/min，选取5个样品（纵向、横向各3个），每个样品测量1次，取平均值，符合4.3.4条要求即为合格。5.3.5热收缩率测试：a)测试设备：恒温干燥箱（精度±2℃）、卷尺（精度0.01mm）。b)测试步骤：选取3个100mm×100mm的样品，标记纵向（MD）和横向（TD）的初始长度L0；将样品放入规定温度（105℃或130℃）的恒温干燥箱中，静置30min；取出样品，冷却至室温，测量纵向和横向的最终长度L1。c)计算：热收缩率S=（L0-L1）/L0×100%，符合4.3.5条要求即为合格。5.3.6穿刺强度测试：a)测试设备：万能试验机（精度±0.01N）、穿刺针（直径1.0mm，针尖角度30°，硬度不低于HRC55），测试速度为10mm/min。b)测试步骤：将样品固定在测试夹具上，确保样品平整、无松动；将穿刺针对准样品中心位置，启动万能试验机，记录穿刺至样品破裂时的最大力，即为穿刺强度；每个样品测试3个不同位置，取平均值，按4.3.6条要求判定。5.3.7润湿性能测试：a)接触角测试：采用接触角测量仪，将电解液滴在样品表面，测量接触角，每个样品测量3个不同位置，取平均值，不大于30°即为合格。b)润湿时间测试：将样品垂直浸入电解液中，记录样品完全润湿的时间，不超过30s即为合格。5.3.8耐化学性测试：将样品浸入锂离子电池电解液中，在23℃±2℃条件下浸泡72h，取出后用无水乙醇清洗表面，烘干至恒重，测量尺寸变化率和拉伸强度保留率，符合4.3.8条要求即为合格。5.3.9透湿性测试：按GB/T15720的规定进行，选取3个样品，每个样品测量1次，取平均值，符合4.3.9条要求即为合格。5.4安全性能测试5.4.1热稳定性测试：将样品放入恒温干燥箱中，设定温度150℃，静置30min，取出后观察样品状态，测量收缩率，符合4.4.1条要求即为合格。5.4.2短路防护测试：将样品置于模拟电池正、负极之间，用直径1.0mm的钢针穿刺样品，测量短路电流，不超过0.5A即为合格；同时观察样品是否破裂，正负极是否直接接触。5.4.3阻燃性能测试（可选）：按GB/T31485的规定进行，采用垂直燃烧法，测试样品的燃烧等级，不低于V-1级即为合格。5.4.4耐高低温性能测试：将样品分别放入-40℃和85℃的环境试验箱中，静置24h，取出后冷却至室温，检测外观和各项理化性能，偏差不超过±10%即为合格。6试验准备6.1受试样品准备6.1.1受试样品应从批量生产的合格产品中随机抽取，抽样数量应满足各项测试需求，常规测试抽样数量不少于5件（卷），破坏性测试抽样数量不少于8件（卷）。6.1.2试验前应对样品进行外观检查，剔除有明显缺陷（如破损、针孔、杂质）的样品，确保受试样品符合4.1条外观要求。6.1.3样品预处理：所有样品在测试前，应在标准环境条件下静置24h，确保样品温度、湿度与环境一致；涉及高低温、湿热测试的样品，按对应测试方法的要求进行预处理。6.1.4样品裁剪：根据不同测试项目的要求，裁剪合适尺寸的样品，裁剪过程中避免样品产生折痕、破损，裁剪边缘应整齐。6.2设备准备6.2.1检查所有测试设备的性能，确保设备运行正常，参数调节准确，符合测试方法的要求。6.2.2校准测试仪器：对测厚仪、电子天平、万能试验机、接触角测量仪等仪器进行校准，确保仪器精度符合要求，且在校准有效期内。6.2.3准备测试辅助材料：如无水乙醇、锂离子电池电解液、钢针、测试夹具等，辅助材料应符合测试要求，无杂质、无变质。6.3环境准备6.3.1调节试验区域的温度、湿度至标准环境条件，并稳定30分钟以上，实时监测环境参数，确保测试过程中环境条件保持稳定。6.3.2涉及特殊环境测试（高低温、湿热）时，调试环境试验箱，设定相关参数，待参数稳定后，再放入样品进行测试。7试验结果判定7.1合格判定条件受试样品经过本标准规定的各项测试后，满足以下所有条件，判定为合格：a)外观、尺寸、理化性能、安全性能各项指标均符合本标准第4章的规定；b)同一样品的各项测试数据偏差不超过本标准规定的范围；c)破坏性测试中，合格样品数量不低于抽样数量的90%；d)测试过程中无异常现象（如样品破裂、溶解、燃烧等）。7.2不合格判定条件受试样品出现以下任意一种情况，判定为不合格：a)外观、尺寸、理化性能、安全性能中任意一项指标不符合本标准第4章的规定；b)同一样品的测试数据偏差超过本标准规定的范围，且无法通过重新测试修正；c)破坏性测试中，合格样品数量低于抽样数量的90%；d)测试过程中出现样品破裂、溶解、燃烧等异常现象，影响测试结果的准确性。7.3判定规则7.3.1抽样试验中，若所有受试样品均符合合格判定条件，判定该批次产品合格；7.3.2若有1件（卷）样品不合格，应加倍抽样重新试验，若重新试验后所有样品均合格，判定该批次产品合格；若重新试验仍有样品不合格，判定该批次产品不合格；7.3.3若试验为单个样品的性能验证，样品符合合格判定条件则判定为合格，否则判定为不合格；7.3.4若测试过程中出现设备故障、操作失误等非样品本身原因导致的不合格，应重新测试，以重新测试结果为准。8检验规则8.1检验分类隔膜的检验分为出厂检验、型式检验和抽样检验三类。8.2出厂检验8.2.1每批次隔膜出厂前，应进行出厂检验，检验合格后方可出厂，并附有产品质量检验合格证明。8.2.2出厂检验抽样数量：每批次抽样不少于3件（卷），从合格产品中随机抽取。8.2.3出厂检验项目：外观、尺寸、孔隙率、透气度、拉伸强度、热收缩率（105℃）、润湿性能，重点检查产品的外观和关键理化性能。8.2.4出厂检验判定：所有抽样样品均符合合格判定条件，判定该批次产品出厂合格；若有样品不合格，应返修后重新检验，直至合格；若返修后仍不合格，判定该批次产品不合格，禁止出厂。8.3型式检验8.3.1有下列情况之一时，应进行型式检验：a)新产品定型时；b)产品结构、材料、生产工艺有重大变更时；c)批量生产时，每12个月至少进行一次；d)产品停产6个月以上，恢复生产时；e)国家质量监督部门提出型式检验要求时；f)用户提出型式检验要求时；g)出厂检验结果出现异常，需要进一步验证产品质量时。8.3.2型式检验抽样数量：从合格产品中随机抽取，抽样数量不少于5件（卷），破坏性测试抽样数量不少于8件（卷）。8.3.3型式检验项目：本标准第4章规定的全部技术要求，包括外观、尺寸、理化性能、安全性能的所有项目。8.3.4型式检验判定：所有抽样样品均符合合格判定条件，判定型式检验合格；若有1件（卷）样品不合格，应加倍抽样重新检验，若重新检验仍有样品不合格，判定型式检验不合格，暂停生产，查明原因并整改后，重新进行型式检验。8.4抽样检验8.4.1规模化生产过程中，每生产10000件（卷）隔膜，应进行一次抽样检验；不足10000件（卷）的，每批次均应进行抽样检验。8.4.2抽样数量：抽取5件（卷）样品，进行各项关键性能测试（外观、尺寸、孔隙率、穿刺强度、热收缩率）。8.4.3抽样检验判定：所有抽样样品均符合合格判定条件，判定该批次产品合格；若有1件（卷）样品不合格，应加倍抽样重新检验，若重新检验仍有样品不合格，判定该批次产品不合格，整批拒收，查明原因并整改后重新生产检验。9标志、包装、运输和贮存9.1标志9.1.1每个隔膜成品卷的明显位置，应设置永久性标识，标识内容应清晰、完整，包含以下信息：a)产品名称及型号；b)生产厂家名称、地址、联系方式；c)生产日期（年/月/日）或生产批号；d)执行标准编号（GB/T36276-2018）；e)产品规格（厚度、宽度、长度）；f)产品等级（合格品、优等品）；g)安全警告标识（如“防潮”“防挤压”“禁止尖锐物体触碰”等）。9.1.2产品包装上应标注包装储运图示标志，符合GB/T191的规定，包括“易碎物品”“怕雨”“向上”“禁止抛掷”等标识。9.2包装9.2.1隔膜应采用独立密封包装，包装材料应具备防潮、防尘、防污染、防挤压性能，可选用铝箔袋、真空包装袋、纸箱等材料，每个包装内放置1件（卷）样品，避免样品之间相互摩擦、划伤。9.2.2每个包装内应附带产品说明书、质量检验合格证明、合格证等相关文件，说明书应明确产品规格、使用方法、注意事项及储存要求。9.2.3包装后应密封良好，防止灰尘、水分、杂质进入，包装外应标注清晰的产品信息和包装标识，确保运输过程中可准确识别。9.2.4对于涂层隔膜，包装内应放置干燥剂，防止涂层受潮、脱落；包装过程中应避免挤压、折叠样品，确保隔膜平整。9.3运输9.3.1隔膜在运输过程中，应避免剧烈振动、冲击、挤压、碰撞，防止日晒、雨淋、高温、低温环境，运输温度应控制在-10℃~40℃。9.3.2运输过程中，包装应保持直立，堆放高度不超过4层，避免重压导致隔膜变形、破损、松卷。9.3.3严禁将隔膜与易燃、易爆、易腐蚀、有异味的物品混装运输，运输车辆应具备良好的减震、防护性能，车厢内保持干燥、清洁。9.3.4运输过程中，应轻拿轻放，严禁抛掷、踩踏包装，装卸过程中避免使用尖锐工具，防止包装破损。9.4贮存9.4.1隔膜应贮存在干燥、通风、阴凉、清洁的仓库内，仓库温度应控制在0℃~30℃，相对湿度不超过60%，远离火源、热源、腐蚀性物质，避免阳光直射、雨淋和潮湿环境。9.4.2贮存时，样品应放置在平整的货架上，堆放高度不超过3层，避免重压，防止隔膜变形、松卷、破损；涂层隔膜应单独贮存，避免与其他物品接触摩擦。9.4.3贮存期限一般为12个月，若贮存超过12个月，应重新进行理化性能和安全性能测试，合格后方可使用。9.4.4贮存过程中，应定期检查样品状态，发现包装破损、样品受潮、变形、涂层脱落等问题，及时处理，严禁使用不合格样品。10附录（资料性附录）附录A不同类型锂离子电池隔膜性能参考值A.1消费类锂离子电池用隔膜（单层PE/PP）：a)厚度：12μm~25μm，偏差±5%；b)孔隙率：35%~45%；c)透气度：50s/100mL~200s/100mL；d)拉伸强度：纵向≥15MPa