超软X射线隔膜面密度在线测量仪的研究应用 *

白云飞，葛学海，李 铮

(开封市测控技术有限公司,河南 开封 475000)

1 引言

隔膜是锂电池的核心部分，为避免隔膜在突发高温条件下因熔缩导致电池的大面积短路和热失控，会在基材聚乙烯膜(PE)上涂覆陶瓷涂层。陶瓷涂层在基材表面形成刚性支撑骨架，使隔膜具有较高的机械强度[1]。陶瓷涂层的涂覆面密度越大，隔膜的机械强度虽越高，但电池内阻增大；而涂覆面密度越小，电池的能量密度虽提高，但降低了隔膜机械性能，所以隔膜陶瓷涂层的涂布均匀一致性至关重要，将直接影响锂电池的内阻、容量及安全[2]。由于隔膜的厚度仅为几微米至十几微米，且材质轻薄柔软，不适宜用千分尺之类的接触式测量工具直接进行厚度检验[3]。在现有生产过程中，人工采用冲压取样，用精密天平称重得到面密度数值以反映涂布质量。但是这种离线检测方式时效性差，给出结果时间滞后，若发现问题则报废量大，且效率低浪费原材料，不利于生产过程中质量管理控制。因此，在隔膜涂布生产中需要具有涂层重量的实时监测，并备与涂布机联动控制的在线测量仪器。射线测量具有直接给出重量值、无损、非接触等特点，本文对利用超软X射线检测隔膜面密度进行了研究和实验。

2 超软X射线的检测原理

2.1 隔膜对超软X射线的衰减

隔膜基材PE的化学分子式是(C2H4)n，由C、H等低原子序数元素组成。而隔膜涂层陶瓷的主要成分是Al2O3，相比于C、H元素，Al、O属于高原子序数元素,所以可将隔膜等效视为高、低原子序数物质复合的二元模型。……