CN102507387B - 一种测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公告了一种测试装置，包括上压块(4)、底座(5)；所述的上压块(4)中央区域设置有凸台(2)；所述的底座(5)中央区域设置有与所述凸台(2)镶嵌配合的极片容置区(8)；所述的极片容置区(8)外围设置有隔离膜容置区(9)，极片容置区(8)与隔离膜容置区(9)形成“回”字型结构；所述的极片容置区(8)一端设置有测试导通部(12)；所述的测试导通部(12)为金属块体，从底座(5)中间穿插并延伸出形成两极测试柱(13)，本发明装置结构简单，摒弃了将极片做成电池再进行测试的传统过程，电池极片定位组装和测试连续进行，所需时间短，易于操作，测试结果准确。

Description

一种测试装置
技术领域
本发明涉及锂电池测试领域，具体是涉及一种快速测试电解液在电池极片中扩散性能的装置。
背景技术
在锂离子电池的制造过程中，经常出现电池的循环、倍率等性能太差或生产一致性不好等情况，而造成这种现象的重要原因之一是电解液中锂离子在极片活性物质中的扩散性能不佳。一方面与极片材料和电解液本身有关，另一方面是对工序中对涂布重量和压实密度环节控制不好。现实的生产控制、研发实验需要一种快速检测电解液在电池极片中扩散性能的装置。
交流阻抗法是目前测试电解液在电池极片中扩散性能最有常用的方法，而将测试电池极片做成电池是目前进行交流阻抗测试的前提：将两片带干净极耳的极片和隔离膜叠加后，形成极片-隔离膜-极片结构，用绿胶粘贴四个边角处，置于封装袋中，在干燥房中通过电解液滴定机滴加电解液后静置较长时间，真空封装机处理后，静置若干时间再进行交流阻抗测试。测试所涉及的电池制作步骤繁多，需要转移到不同的工序进行操作，制作和测试周期一般在数天以上，同时还要考虑水份影响、注液量大小和静置时间长短以及封装工艺优劣，对制作环境的控制和配套设备提出了很高的要求；制作中极片和隔离膜被划伤、极片掉粉、绿胶脱落等现象，造成了测试结果不准确；封装后，也常有余气产生，这严重地影响了极片、电解液和隔离膜的界面，进而影响了测试的准确性。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有工序控制技术的不足，发明了一种快速测试电解液在电池极片中扩散性能的装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种测试电解液在电池极片中扩散性能的装置，包括上压块和底座；所述的上压块中央区域设置有凸台；所述的底座中央区域设置有与所述凸台镶嵌配合的极片容置区；所述的极片容置区外围设置有隔离膜容置区，极片容置区与隔离膜容置区形成“回”字型结构；所述的极片容置区的一端设置有测试导通部；所述的测试导通部为金属块体，从底座中间穿插并延伸出形成两极测试柱。
相对于现有技术，本发明装置无需将极片做成电池，省去贴绿胶、真空封装等工序，无需在干燥房进行，排除电解液的量、产气、浸润时间等对结果的影响。本发明装置结构简单，摒弃了将极片做成电池再进行测试的传统过程，电池极片定位组装和测试连续进行，所需时间短，易于操作，测试结果准确。
作为本发明的一种改进，所述的上压块设置有定位销，底座设置有与定位销配合的定位套，提高操作的一致性和测试的准确性。
作为本发明的一种改进，所述的底座设置有定位套，上压块设置有与定位套配合的定位销，提高操作的一致性和测试的准确性。
作为本发明的一种改进，所述的隔离膜容置区外围设置有电解液容置区，隔离膜容置区与电解液容置区形成“回”字型结构，使隔离膜能完全隔离两极片于两侧，避免极片直接接触。
作为本发明的一种改进，所述电解液容置区外围设置密封圈，减少环境对测试结果的影响，进一步提高测试的准确度。
作为本发明的一种改进，还包括与上压块配合的压紧柱，其重量为0-5kg。增加了极片、隔离膜和电解液间各界面的平整度，改善各接触状况，提高测试结果的一致性和准确性。
作为本发明的一种改进，所述的上压块中央设置有压紧柱放置区，所述压紧柱与压紧柱放置区配合，使受力位置保持一致，提高测试结果的一致性和准确性。
作为本发明的一种改进，所述的上压块设置有与测试导通部配合的导通部压块，使极片极耳和测试导通部保持良好的接触。
作为本发明的一种改进，两极测试柱为中空圆形或实心扁平状，可以便于交流阻抗分析仪接头能直接接触两极测试柱，减少测试回路的接触电阻，提高测试的准确性。
作为本发明的一种改进，所述的密封圈和导通部压块为具有耐电解液腐蚀和伸缩弹性的绝缘橡胶材料，可以在上压块和底座相互挤压时，具有一定的缓冲作用，避免测试隔离膜和极片的损坏，同时又能适应电解液的环境。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行详细说明，其中：
图1本发明实施例1与对比例1交流阻抗测试结果比较；
图2本发明的剖视图(其中1：压紧柱放置区，2：凸台，3：导通部压块，4：上压块，5：底座，6：定位套，7：定位销)；
图3本发明底座俯视图(其中8：极片容置区，9：隔离膜容置区，10：电解液容置区，11：密封圈，12：测试导通部，13：两极测试柱)；
图4本发明压紧柱示意图(其中14：压紧柱)。
具体实施方式
一种测试电解液在电池极片中扩散性能的装置，包括上压块4和底座5；所述的上压块4中央区域设置有凸台2；所述的上压块4设置有定位销7，底座5设置有与定位销7配合的定位套6；所述的底座5中央区域设置有与所述凸台2镶嵌配合的极片容置区8；所述的极片容置区8外围设置有隔离膜容置区9，极片容置区8与隔离膜容置区9形成“回”字型结构；所述的隔离膜容置区9外围设置有电解液容置区10，隔离膜容置区9与电解液容置区10形成“回”字型结构；所述电解液容置区10外围设置密封圈11；所述的极片容置区8的一端设置有测试导通部12；所述的测试导通部12为金属块体，从底座5中间穿插并延伸出形成两极测试柱13；所述的两极测试柱13为中空圆形；所述的上压块4设置有与测试导通部12配合的导通部压块3；所述的上压块4中央设有压紧柱放置区1；所述的压紧柱14其重量为2kg；所述的密封圈11和导通部压块3为具有耐电解液腐蚀和伸缩弹性的绝缘橡胶材料。
实施原理：将两片带洗净极耳的电池极片、一层隔离膜置于电解液中充分浸润，测试前利用此装置进行组装，将两片极耳分别置于隔离膜两侧并保持两极片完全对齐，两个极耳分别置于测试导通部12的两块金属上，通过两个极片极耳连通测试导通部12，两极测试柱13和外界交流阻抗分析仪连接起来形成测试回路，所得到的数据进行归一化处理后得到的图谱可以理解为电解液在极片中扩散的两个步骤：第一步骤对应的曲线为45°直线部分，反映电解液锂离子在活性材料颗粒内部的固体扩散性能；第二步骤对应比45°更低频阶段，为大于45°且小于90°的直线，反映电解液锂离子在活性材料中的累积和消耗以及由此导致活性材料颗粒晶体结构的改变或新相的生成性能。
实施例1
将洗净极耳的极、隔离膜和电解液准备好，极片的涂布重量为180mg/1540.25cm2，压实密度为1.6g/cm3。将极片和隔离膜完全浸泡在电解液瓶中，时间为1-60min；然后将一片极片置于极片容置区8中，之后将隔离膜置于隔离膜容置区9，完全覆盖极片，随后将第二片极片覆盖在极片容置区8中并和第一片极片对齐，上述两片极片要求极耳置于测试导通部12上；接着将上压块4顺着定位套6和定位销7装下，此时凸台2会嵌入到极片容置区8处，导通部压块3会紧紧的压住极片极耳，放置压紧柱14于压紧柱放置区1，并通过两极测试柱13和交流阻抗分析仪连接测试，溢出的电解液会进入到电解液容置区10中，测试过程中有密封圈11将测试对象和空气隔开。交流阻抗分析仪测试的频率范围为1Hz～500KHz。
对比例1
将实施例1的两片极片置于隔离膜两边并保持对齐，形成极片-隔离膜-极片结构，用绿胶贴住四个边角处，置于封装带中，在干燥房中通过电解液滴定机滴加电解液后静置24小时后，真空封装机处理后，静置24小时后进行交流阻抗测试。
从图1可以得出，将同样的测试对象做成电池进行测试和用本发明装置测试，数据结果一致，从中可以说明不需要做成电池，利用此发明装置就可以快速得到电解液在极片中扩散性能的测试结果，且整个组装和测试的时间不超过两分钟，其结果准确可靠。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种测试装置，其特征在于，包括上压块(4)和底座(5)；
所述的上压块(4)中央区域设置有凸台(2)；
所述的底座(5)中央区域设置有与所述凸台(2)镶嵌配合的极片容置区(8)；
所述的极片容置区(8)外围设置有隔离膜容置区(9)，极片容置区(8)与隔离膜容置区(9)形成“回”字型结构；
所述的极片容置区(8)的一端设置有测试导通部(12)；
所述的测试导通部(12)为金属块体，从底座(5)中间穿插并延伸出形成两极测试柱(13)；
所述的隔离膜容置区(9)外围设置有电解液容置区(10)，隔离膜容置区(9)与电解液容置区(10)形成“回”字型结构。
2.如权利要求1所述的一种测试装置，其特征在于，所述的上压块(4)设置有定位销(7)，底座(5)设置有与定位销(7)配合的定位套(6)。
3.如权利要求1所述的一种测试装置，其特征在于，所述的底座(5)设置有定位套(6)，上压块(4)设置有与定位套(6)配合的定位销(7)。
4.如权利要求1所述的一种测试装置，其特征在于，所述电解液容置区(10)外围设置密封圈(11)。
5.如权利要求1所述的一种测试装置，其特征在于，还包括与上压块(4)配合的压紧柱(14)其重量为0-5kg。
6.如权利要求5所述的一种测试装置，其特征在于，所述的上压块(4)中央设置有压紧柱放置区(1)，所述压紧柱(14)与压紧柱放置区(1)配合。
7.如权利要求1所述的一种测试装置，其特征在于，所述的上压块(4)设置有与测试导通部(12)配合的导通部压块(3)。
8.如权利要求1所述的一种测试装置，其特征在于，两极测试柱(13)为中空圆形或实心扁平状。
9.如权利要求4所述的一种测试装置，其特征在于，所述的密封圈(11)为具有耐电解液腐蚀和伸缩弹性的绝缘橡胶材料。
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