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隔膜離子電導(dǎo)率作用

隔膜離子電導(dǎo)率表示離子通過(guò)隔膜的速度與電流的比率（公式1所示），是評(píng)價(jià)電池性能和安全性的重要指標(biāo)之一，其主要的作用有如下幾點(diǎn)：

1. 影響電池內(nèi)阻：決定離子在膜中傳輸?shù)碾y易程度。高電導(dǎo)率的隔膜可以減少離子傳輸時(shí)的阻力，從而降低電池的內(nèi)阻，在充放電過(guò)程中能量損失較小。

2. 提高電池充放電性能：高電導(dǎo)率的隔膜允許離子更快速地通過(guò)，從而提高電芯的充放電速度。同時(shí)，它還有助于減少離子在膜中的積聚，保持電池的容量穩(wěn)定。

3. 增強(qiáng)電池安全性：有助于提高電芯的安全性。高電導(dǎo)率的隔膜可以更有效地分散離子，減少局部積聚的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高電芯的安全性。

4. 優(yōu)化電池設(shè)計(jì)：通過(guò)選擇具有合適電導(dǎo)率的隔膜，設(shè)計(jì)者可以平衡電芯的性能、安全性以及成本等因素，從而優(yōu)化電芯的整體設(shè)計(jì)。

注：k：電導(dǎo)率，單位S/m；ρ：電阻率，單位Ω·m；L：材料的長(zhǎng)度，單位m；S：材料的橫截面積m2。

隔膜離子電導(dǎo)率評(píng)價(jià)方法

現(xiàn)階段隔膜離子電導(dǎo)率都是通過(guò)手套箱制作全電芯、對(duì)稱電芯或者小尺寸簡(jiǎn)易電芯來(lái)進(jìn)行評(píng)估測(cè)量，過(guò)程冗長(zhǎng)復(fù)雜，影響因素多，對(duì)于快捷簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)方法及儀器需求緊迫。（如圖1所示）

川源科技（蘇州）有限公司（下稱“川源科技”）通過(guò)自主研發(fā)，省略冗長(zhǎng)的電芯制作過(guò)程，浸潤(rùn)后的隔膜直接放置于儀器的測(cè)量端子間，通過(guò)軟件算法直接輸出隔膜離子電導(dǎo)率（如公式2所示）。

注：R_n：n層隔膜時(shí)的測(cè)量電阻；n：測(cè)試時(shí)疊加的隔膜層數(shù)。

相較傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式，川源的儀器主要具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)（詳見(jiàn)表1）：

2 不用組裝電池，無(wú)人工裝配差異影響，效率高；

2 全自動(dòng)測(cè)試，人員操作簡(jiǎn)單；

2 高精度可控溫，實(shí)現(xiàn)不同溫度檢測(cè)；

2 全自動(dòng)數(shù)據(jù)輸出，不用人工數(shù)據(jù)處理和擬合分析；

2 無(wú)輔助配套和耗材銷售，綜合使用成本低；

2 1分鐘測(cè)試完成，無(wú)需考慮氛圍保護(hù)；

圖1：傳統(tǒng)電池裝配測(cè)試法過(guò)程示意圖

表1：隔膜離子電導(dǎo)率評(píng)價(jià)方法優(yōu)勢(shì)對(duì)比表

儀器主要參數(shù)

為了滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)景，川源科技現(xiàn)階段擁有3款類型的產(chǎn)品（詳見(jiàn)表2）：

分體版：定制版，根據(jù)客戶要求定制樣機(jī)；

一體式常溫版：滿足市面上大多隔膜離子/binder電導(dǎo)率的評(píng)價(jià)；

一體式控溫版：一體式常溫版的升級(jí)版，解決離子電導(dǎo)率測(cè)量結(jié)果對(duì)測(cè)量環(huán)境較為敏感的隔膜/binder評(píng)價(jià)。

表2：儀器系統(tǒng)參數(shù)表

圖2：SIC A6產(chǎn)品主要外形圖

部分應(yīng)用案例

1. 新方法效果評(píng)價(jià)-重復(fù)性

相同試驗(yàn)條件，重復(fù)測(cè)量3組，每組測(cè)量點(diǎn)的線性擬合R2均大于99%，說(shuō)明數(shù)據(jù)線性可用。

2. 新方法效果評(píng)價(jià)-再現(xiàn)性

相同試驗(yàn)條件，每天測(cè)量3組隔膜離子電導(dǎo)率，連續(xù)監(jiān)測(cè)3天，數(shù)據(jù)制作成Xbar-S控制圖顯示過(guò)程穩(wěn)定、可控。

3. 新方法效果評(píng)價(jià)-新舊方法對(duì)比

相同材料和測(cè)試條件，新舊方法的測(cè)量結(jié)果相近。

結(jié)束語(yǔ)

 隔膜離子電導(dǎo)率檢測(cè)在電芯性能評(píng)估、品質(zhì)監(jiān)測(cè)與改進(jìn)、研發(fā)與工藝優(yōu)化以及市場(chǎng)需求與競(jìng)爭(zhēng)力等方面均具有重要的應(yīng)用價(jià)值，傳統(tǒng)方式無(wú)法達(dá)到快速且便利的效果，川源科技的隔膜離子電導(dǎo)率系列產(chǎn)品將有效解決客戶此方面的痛點(diǎn)。