CN104048987B - 一种锂离子电池隔膜热刺穿测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池隔膜热刺穿测试装置及其测试方法，包括烘箱，所述烘箱内底部设置有主工作台和次工作台，二者之间可通过移位螺母调节相对位移；主工作台上设置有第一卡板，二者并通过螺母固定连接；次工作台上设置有第二卡板，次工作台与第二卡板接触处设置有滑槽，第二卡板通过螺母与滑槽内的螺孔固定连接；主工作台上部支架支撑顶工作台，顶工作台中央位置设置有气缸，气缸的活塞上设置有刺穿针；刺穿针在主工作台的投影位置设置有刺穿孔。本发明的有益效果在于，可以模拟不同温度下的隔膜热刺穿能力，同时可以模拟测试隔膜拉伸状态下的耐刺穿能力，测试方法统一，可以提供定量数据，具有提供测试标准的意义。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池材料性能检测领域，特别涉及一种锂离子电池隔膜热刺穿测试装置及其测试方法。
背景技术
随着电子类产品的快速发展，对于锂离子电池的需求也逐渐增加，尤其是随着新能源汽车的发展，锂离子电池进入了一个高速的发展期。锂离子电池的重要组成部分，隔膜对于电池的性能有着至关重要的作用，尤其是对于电池的安全性能。
隔膜的热稳定性在很大程度上影响了电池的安全性能，电池在内短路的情况下，短路点温度较高，如果隔膜的在一定温度下的耐刺穿性较差，就会导致短路点四周的隔膜不断收缩，导致正负极短路的面积逐渐增加，从而最终会导致电池的安全问题的产生。所以，提高隔膜的热刺穿能力，将会在很大程度上提高电池的安全性能。
电池的内短路，按照温度可分为两种情况，一种是在高温条件下电池的内短路，一种是在常温条件下的电池内短路。而这两种情况下的隔膜耐刺穿能力的测试，到现在为止还没有一个比较方便的测试方法。目前对于隔膜热刺穿能力的测试，基本测试方法是将隔膜平铺在一个工作台上，用一定温度下的电烙铁进行接触，查看接触点的孔的扩散面积，从而衡量在一定温度下的隔膜的耐热刺穿能力。一方面，此方法只能作为定性比较，另一方面不能满足在隔膜在高温条件下的耐刺穿能力测试，且测试误差也较大，无法满足定量比较。
发明内容
本发明的目的在于针对现有隔膜测试中存在的不足，提供一种锂离子电池隔膜热刺穿测试装置，测试方法统一，可以提供定量数据，具有提供测试标准的意义。
本发明的另一目的在于，提供上述锂离子电池隔膜热刺穿测试装置的测试方法。
本发明是通过以下技术方案实现的，一种锂离子电池隔膜热刺穿测试装置，包括烘箱，所述烘箱内底部设置有主工作台和次工作台，二者之间通过移位螺母连接，并可通过移位螺母调节相对位移；主工作台上设置有第一卡板，第一卡板通过螺母与主工作台固定连接；次工作台上设置有第二卡板，次工作台与第二卡板接触处设置有滑槽，滑槽内设置若干螺孔，第二卡板通过螺母与滑槽内的螺孔固定连接；主工作台上部设置有支架，支架上端支撑顶工作台，顶工作台中央位置设置有气缸，气缸的活塞上设置有刺穿针；所述刺穿针的针头朝向主工作台，刺穿针在主工作台的投影位置设置有刺穿孔，以刺穿孔为交点设置有相互垂直的刻度尺。
优选的，所述烘箱为耐高温玻璃制成的透明烘箱。
优选的，所述刺穿针连接有加热装置。
优选的，上述锂离子电池隔膜热刺穿测试装置的测试方法为：1).首先升起刺穿针，根据隔膜长度将第二卡板调至滑槽中的适当位置并通过螺母固定；2).根据模拟隔膜在电池内部卷绕张力的实际情况,利用移位螺母将主工作台与次工作台之间位移调至适当位置；3).隔膜固定后，通过气缸控制刺穿针刺穿隔膜，刺穿针通过主工作台刺穿孔并保持刺穿状态，当隔膜的刺穿口的扩散保持稳定时，通过刻度尺观察隔膜刺穿口的横向和纵向宽度，进行定量比较。
本发明的有益效果在于，可以模拟不同温度下的隔膜热刺穿能力，同时可以模拟测试隔膜拉伸状态下的耐刺穿能力，测试方法统一，可以提供定量数据，具有提供测试标准的意义。
附图说明
图1是锂离子电池隔膜热刺穿测试装置整体结构示意图；
图2是上述装置安装隔膜后的结构示意图；
图3是上述装置工作状态结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
同时参阅图1、2和3，一种锂离子电池隔膜热刺穿测试装置，包括烘箱1，所述烘箱1内底部设置有主工作台2和次工作台8，二者之间通过移位螺母7连接，并可通过移位螺母7调节相对位移；主工作台2上设置有第一卡板4，第一卡板通过螺母5与主工作台2固定连接；次工作台8上设置有第二卡板16，次工作台8与第二卡板16接触处设置有滑槽6，滑槽6内设置若干螺孔，第二卡板16通过螺母与滑槽6内的螺孔固定连接；主工作台2上部设置有支架3，支架3上端支撑顶工作台11，顶工作台11中央位置设置有气缸12，气缸12的活塞上设置有刺穿针13；所述刺穿针13的针头朝向主工作台2；刺穿针13在主工作台2的投影位置设置有刺穿孔10，以刺穿孔10为交点设置有相互垂直的刻度尺9。
具体实施时，烘箱由耐高温玻璃制成，通过可透视的烘箱可以查看内部的测试情况。测试前先升起将刺穿针13，主工作台2和次工作台8利用移位螺母7结合在一起，隔膜15一端固定在第一卡板4下，另一端固定在第二卡板16下，可根据隔膜15的长度通过滑槽6调整第二卡板的位置。
根据模拟隔膜15在电池内部卷绕张力的实际情况，可通过移位螺母7将次工作台8跟主工作台2分开，从而将隔膜15呈现拉伸的状态，进而能够模拟电池内部的实际情况，在拉伸状态下测试隔膜的热刺穿能力。
隔膜15固定后，通过气缸12控制刺穿针13刺穿过隔膜15，刺穿针13通过工作台刺穿孔10并保持刺穿状态，通过观察直到隔膜刺穿口14的扩散保持稳定时，可通过刻度尺9观察隔膜刺穿口扩大后的横向和纵向宽度，从而提供定量的可对比的数据，测试不同种类隔膜15经过热刺穿后的耐刺穿能力。
测试过程中根据实际的需要，通过烘箱1控制温度，测试不同温度下的隔膜耐热刺穿能力，从而模拟电池内部不同温度条件下的隔膜刺穿性能，同时，刺穿针13连接加热装置，可以加热至不同温度，从而模拟电池内部短路点的温度，进而模拟在不同温度下电池内部短路的情况下隔膜的耐刺穿能力，更准确的评价隔膜在实际使用中的安全性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种锂离子电池隔膜热刺穿测试装置，其特征在于，包括烘箱(1)，所述烘箱(1)内底部设置有主工作台(2)和次工作台(8)，二者之间通过移位螺母(7)连接，并可通过移位螺母(7)调节相对位移；主工作台(2)上通过螺母(5)固定设置有第一卡板(4)；次工作台(8)上设置有第二卡板(16)，次工作台(8)与第二卡板(16)接触处设置有滑槽(6)，滑槽(6)内设置若干螺孔，第二卡板(16)通过螺母与滑槽(6)内的螺孔固定连接；主工作台(2)边缘设置有支架(3)，支架(3)上端支撑顶工作台(11)，顶工作台(11)中央位置设置有气缸(12)，气缸(12)的活塞上设置刺穿针(13)；所述刺穿针(13)的针头朝向主工作台(2)；刺穿针(13)针头在主工作台(2)的投影位置设置有刺穿孔(10)，以刺穿孔(10)为交点设置相互垂直的刻度尺(9)。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜热刺穿测试装置，其特征在于，所述烘箱(1)为耐高温玻璃制成的透明烘箱。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜热刺穿测试装置，其特征在于，所述刺穿针(13)连接有加热装置。
4.一种利用权利要求1～3中任一所述的锂离子电池隔膜热刺穿测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下测试步骤：1).首先升起刺穿针(13)，将烘箱(1)温度升至需要模拟的测试温度，根据隔膜(15)长度将第二卡板(16)调至滑槽(6)中的适当位置并通过螺母固定；2).根据模拟隔膜(15)在电池内部卷绕张力的实际情况,利用移位螺母(7)将主工作台(2)与次工作台(8)之间位移调至适当位置；3).隔膜(15)固定后，通过气缸(12)控制刺穿针(13)刺穿隔膜(15)，刺穿针(13)通过主工作台(2)刺穿孔(10)并保持刺穿状态，当隔膜(15)的刺穿口(14)的扩散至稳定状态时，通过刻度尺(9)观察刺穿口(14)的横向和纵向宽度。
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