電動汽車是無排放未來的有希望的候選者，尤其是在城市地區。電動汽車更廣泛使用的主要挑戰是在重量和尺寸限制方面儲存足夠的電量。在過去幾年中出現了許多關於未來電池技術的新概念，但迄今為止，鋰離子電池 (LIB) 技術是應用最廣泛的。由於每個汽車電池由數千個單獨的 LIB 電池組成，因此製造過程非常耗費人力，每一次進步都可以極大地提高成本和效率。
LIB 由陽極、陰極、隔膜和導體箔層組成。這些堆棧充滿了液體電解質。在生產過程中，最耗時的步驟是用電解質填充電池，因為它必須首先滲透並潤濕固相，然後填充孔隙並形成固體/電解質界面 (SEI)，這對於電化學過程非常重要的過程。		 ​
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為了提高用電解液填充電池的時間效率，了解電池組件和電解液之間的相互作用很重要，到目前為止，接觸角測量已被用於表徵分離膜的潤濕性，這可以定性地估計膜的潤濕行為。此外，Wilhelmy 板法的滲透測量也常用於分析隔膜和電極的表面潤濕性。
然而，這兩種方法都不能很好地反映電解液對電池的滲透，無法得出確切的結論，許多其他先進的方法被開髮用於研究電解質的填充過程，但大多數只能應用於某些系統。到目前為止，還沒有普遍接受的方法來評估電解質在 LIB 電池中的滲透行為。
最近，拜爾等人。報告了一種新的常用方法，它提供了一種更好的方法來了解 LIB 中的潤濕和滲透行為 [1]。在這項研究中，他們將張力測定法與計時電流法相結合，以監測液體電解質在 LIB 模型電池中的滲透，如下所述		 ​
為了研究電解質滲透率，他們選擇了一個模型系統，該系統由固定在兩個載玻片之間的陽極、陰極和隔板組成。碳酸二乙酯 (DEC) 因其在 LIB 中的常見用途而被選為模型液體。將樣品懸浮在 DEC 中並通過力張力計記錄隨時間的重量增加。基於修正的沃什伯恩方程、表面張力以及電極和隔板的複雜幾何形狀，開發了滲透模型。對不同隔膜的研究表明，陶瓷塗層隔膜的滲透率明顯高於光滑的聚烯烴隔膜，這些隔膜具有高表面粗糙度和孔隙率。
作者可以發現固體的表面粗糙度和表面化學對潤濕和滲透過程有顯著影響。此外，張力測量的結果通過計時電流測量進行了驗證。當與實際電解質溶液進行比較測量時，結果與 DEC 模型液體的結果相當。
總之，作者可以表明，LIB 模型電池潤濕過程的張力測量很好地反映了電解質的滲透行為。測量結果顯示出非常好的重現性。這項研究讓我們更深入地了解表面特性如何影響電解質對 LIB 模型電池的滲透率，因此已被證明是一種有價值的電池組件預評估工具。
本研究中的張力測量是使用 DCAT 系列的動態接觸角測量裝置和力張力計進行的。有關更多信息，請參閱原​​始出版物：

References
Sebastian Beyer, Oliver Kobsch, Doris Pospiech, Frank Simon, Christian Peter, Kristian Nikolowski, Mareike Wolter & Brigitte Voit (2020) Influence of surface characteristics on the penetration rate of electrolytes into model cells for lithium ion batteries, Journal of Adhesion Science and Technology, 34:8, 849-866, DOI: 10.1080/01694243.2019.1686831
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