一种薄膜内应力的测试方法技术

技术编号:18761603 阅读:29 留言:0更新日期:2018-08-25 09:30
本发明专利技术提供一种薄膜内应力的测试方法,包括步骤:提供一待测薄膜样品;以恒定的升温速度升温待测薄膜样品至预设温度,获取升温过程中待测薄膜样品的最大收缩率,以表征待测薄膜样品的内应力。通过上述方案,本发明专利技术通过测试并获取待测薄膜样品在以恒定的速度升温的过程中的最大收缩率,来表征待测薄膜的内应力,可以定量的表征待测薄膜的内应力,且稳定的升温速度下待测薄膜,如聚合物薄膜,产生相态转变,可稳定测出其形变情况,测试精度高,且本发明专利技术测试内应力的测试时间是由升温速度和范围所决定的,不受样品本身状态的影响,不仅可以定量测出待测薄膜内应力,而且可以大幅缩短测试时间。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜内应力的测试方法
本专利技术属于膜材料和新能源
,特别是涉及一种薄膜内应力的测试方法。
技术介绍
新能源行业,锂离子电池中所使用的聚合物多孔薄膜的内应力是影响锂离子电池安全性的重要因素之一。作为锂离子电池的隔离膜的多孔薄膜的内应力如果太大,会导致薄膜在使用时短时间内严重收缩,引起正负极短路甚至热失控,最终造成锂离子电池着火或爆炸。但是对内应力的测试表征,一直以来都没有定量的分析测试方法。目前,常见的内应力定性表征均是将薄膜水平夹在上下两块透明板中,在150℃下烘烤直到薄膜断裂,所需的烘烤时间来表征薄膜的内应力,时间越短说明内应力越大。该测试方法容易受到薄膜形状、尺寸大小、上下夹板的材料、上下夹板的重量、烘箱升温速度、烘箱体积等多方面因素的影响,而且判断薄膜断裂的时间点也不容易精确控制,容易误判。而且该方法测试时间较长,无法预估每个样品所需的时间,只能等待样品断裂。因此,如何提供一种薄膜内应力的测试方法,以解决现有技术中对薄膜内应力表征中所存在的上述问题实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种薄膜内应力测试方,用于解决现有技术在薄膜内应力表征中无法进行定量分析测试以及测试精度低、测试速度慢等问题。为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术提供一种薄膜内应力的测试方法,包括步骤:1)提供一待测薄膜样品;以及2)以恒定的升温速度升温所述待测薄膜样品至预设温度,获取升温过程中所述待测薄膜样品的最大收缩率,以表征所述待测薄膜样品的内应力。作为本专利技术的一种优选方案,步骤2)中,提供一闭合容器,并将所述待测薄膜样品置于所述闭合容器中,通过对所述闭合容器进行升温,以使得所述待测薄膜样品以恒定的升温速度升温至所述预设温度。作为本专利技术的一种优选方案,提供一夹持装置,将所述夹持装置夹持好所述待测薄膜样品相对的两端后置于所述闭合容器中,其中,获取所述待测薄膜样品沿被夹持两端连线方向上的最大收缩率以表征所述待测薄膜样品的内应力。作为本专利技术的一种优选方案,所述夹持装置夹持所述待测薄膜样品的夹持力介于0.005N~2N之间。作为本专利技术的一种优选方案,步骤2)中,还包括步骤:向所述闭合容器内通入保护气体,以防止所述待测薄膜样品被氧化。作为本专利技术的一种优选方案,所述保护气体包括氮气、氩气、氦气及氢气所构成的群组中的至少一种;且以恒定的通入速度通入所述保护气体,所述通入速度介于10ml/min~100ml/min之间。作为本专利技术的一种优选方案,步骤2)中,所述待测薄膜样品的所述升温速度介于1℃/min~60℃/min之间。作为本专利技术的一种优选方案,步骤2)中,所述预设温度介于0℃~600℃之间。作为本专利技术的一种优选方案,步骤2)中,测试并获取升温过程中所述待测薄膜样品的形变曲线,以得到所述待测薄膜样品的最大收缩率。作为本专利技术的一种优选方案,步骤1)中,所述待测薄膜样品的表面形状包括长方形,步骤2)中,获取所述待测薄膜样品沿所述长方形的长度方向上的最大收缩率。作为本专利技术的一种优选方案,所述待测薄膜样品选自于聚合物薄膜,所述聚合物薄膜的材料包括聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、氟类聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、芳纶、无纺布、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯及聚对苯二甲酸乙二醇酯所构成的群组中的至少一种。如上所述,本专利技术的薄膜内应力的测试方法,具有以下有益效果:本专利技术提供一种薄膜内应力的测试方法,通过测试并获取待测薄膜样品在以恒定的速度升温的过程中的最大收缩率,来表征待测薄膜的内应力,从而可以定量的表征待测薄膜的内应力,本专利技术的表征方式,稳定的升温速度下待测薄膜(如聚合物薄膜)产生相态转变,从而可稳定测出其形变情况,测试精度高,且本专利技术测试内应力的测试时间是由升温速度和范围所决定的,不受样品本身状态的影响,不仅可以定量测出待测薄膜,特别是耐高温薄膜的内应力,而且可以大幅缩短测试时间。附图说明图1显示为本专利技术的薄膜内应力测试方法的流程图。图2显示为本专利技术薄膜内应力测试一示例中待测薄膜样品的长度随时间变化的曲线图。元件标号说明S1~S2步骤1)~步骤2)具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图2。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想,虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局形态也可能更为复杂。如图1所示,本专利技术提供一种薄膜内应力的测试方法,包括如下步骤:首先,如图1中的S1所示,进行步骤1),提供一待测薄膜样品;作为示例,步骤1)中,所述待测薄膜样品的表面形状包括长方形,且步骤2)中,测试所述待测薄膜样品沿所述长方形的长度方向上的最大收缩率。具体的,首先制备测试待测薄膜内应力的样品,作为一示例,所述待测薄膜样品取自于需要进行内应力测试的待测薄膜,优选地,将所述待测薄膜样品制备成长条状,即具有一长度方向以及尺寸小于该长度方向的宽度方向的形状的样品,优选制备成表面形状为长方形的待测样品薄膜,其中,所述表面是指与待测薄膜厚度垂直的表面,所述长方形的长度范围为5~50mm,进一步优选为8~24mm,本示例选择为20mm,所述长方形的宽度范围为2~10mm,优选3.5~4.5mm,本示例中选择为4mm,需要说明的,这种形状的样品便于测试不同取向的薄膜的内应力,薄膜通常都有取向性,即长度方向和宽度方向的结构排布不同,性能也有差异,所以制成长方形的薄膜,便于分别测试薄膜的横向和纵向两个方向的应力;另外,本专利技术的测试方法是通过尺寸变化来表征内应力,测试一个方向的尺寸时需要尽量减小另一个维度的尺寸的影响,所以制成长方形形状的样品,提高测试的精确度。接着,如图1中的S2所示,进行步骤2),以恒定的升温速度升温所述待测薄膜样品至预设温度,获取升温过程中所述待测薄膜样品的最大收缩率,所述最大收缩率表征所述待测薄膜样品的内应力。作为示例,步骤2)中,提供一闭合容器,并将所述待测薄膜样品置于所述闭合容器中,通过对所述闭合容器进行升温,以使得所述待测薄膜样品以恒定的升温速度升温至所述预设温度。作为示例,步骤2)中,提供一夹持装置,所述夹持装置夹持好所述待测薄膜样品相对的两端后,被置于所述闭合容器中,其中,获取所述待测薄膜样品沿被夹持两端的连线方向上的最大收缩率以表征所述待测薄膜样品的内应力。作为示例,所述夹持装置夹持所述待测薄膜样品的夹持力介于0.005N~2N之间。具体的,该步骤中实现对待测薄膜样品的恒定速度升温,作为一示例,将制备好的待测薄膜样品放置在一闭合容器中,可以通过设置在闭合容器中的电阻丝等对所述闭合容器的腔体进行加热,以实现对待测薄膜样品的以恒定的升温速度升温,从而易于保证升温过程的稳定性以及可控性,当然,也可以是本领域普通技术人员熟知的其他升温方式,如感应加热、辐照加热、电弧加热等,其中,后续在所述闭合容器中对待测薄膜样品进行处理测试,这里,所谓闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜内应力的测试方法,其特征在于,包括如下步骤:1)提供一待测薄膜样品;以及2)以恒定的升温速度升温所述待测薄膜样品至预设温度,获取升温过程中所述待测薄膜样品的最大收缩率,以表征所述待测薄膜样品的内应力。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜内应力的测试方法,其特征在于,包括如下步骤:1)提供一待测薄膜样品;以及2)以恒定的升温速度升温所述待测薄膜样品至预设温度,获取升温过程中所述待测薄膜样品的最大收缩率,以表征所述待测薄膜样品的内应力。2.根据权利要求1所述的薄膜内应力的测试方法,其特征在于,步骤2)中,提供一闭合容器,并将所述待测薄膜样品置于所述闭合容器中,通过对所述闭合容器进行升温,以使得所述待测薄膜样品以恒定的升温速度升温至所述预设温度。3.根据权利要求2所述的薄膜内应力的测试方法,其特征在于,提供一夹持装置,将所述夹持装置夹持好所述待测薄膜样品相对的两端后置于所述闭合容器中,其中,获取所述待测薄膜样品沿被夹持两端连线方向上的最大收缩率,以表征所述待测薄膜样品的内应力。4.根据权利要求3所述的薄膜内应力的测试方法,其特征在于,所述夹持装置夹持所述待测薄膜样品的夹持力介于0.005N~2N之间。5.根据权利要求2所述的薄膜内应力的测试方法,其特征在于,步骤2)中,还包括步骤:向所述闭合容器内通入保护气体,以防止所述待测薄膜样品被氧化。6.根据权利要求5所述的薄膜内应力的测试方法,其特征在于,所述保护气体包...

【专利技术属性】
技术研发人员:程跃鲍晋珍方宏晨庄志陈永乐
申请(专利权)人:上海恩捷新材料科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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