CN108614012A - 一种应用于锂电池隔膜电阻测试的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于锂电池隔膜电阻测试的方法，包括以下步骤：S1、选取两块金属电极并浸没入预设浓度的电解质水溶液中，两块金属电极相对设置；S2、在两块金属电极之间插入两个开设有通孔结构的测试窗口的样品夹具，样品夹具浸没在电解质水溶液中；S3、在步骤S2的连接状态下，获取两个样品夹具之间的电解质水溶液的空白电阻值R0，R0为交流电阻值；S4、将待测隔膜夹持到两个样品夹具之间，待测隔膜完全覆盖两个测试窗口；S5、在步骤S4的连接状态下，获取夹持有待测隔膜的两个样品夹具之间的交流电阻值R1；S6、通过R＝R1‑R0计算出待测隔膜的电阻值R。

Description

一种应用于锂电池隔膜电阻测试的方法

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种应用于锂电池隔膜电阻测试的方法。

背景技术

目前，石油能源正在大量消耗，中国已超越美国成为全球最大石油进口国，能源使用也带来了环境污染问题，尤其是PM2.5的爆发，其中传统燃油汽车的尾气排放“贡献”较大，中国的汽车保有量仅次于美国位列全球第二，节能与环保的压力越来越大。从节能减排的角度考虑，发展电动汽车意义深远、迫在眉睫。锂离子动力电池作为电动汽车的核心部件之一，要求具有比能量高、循环寿命长、安全、绿色环保等特点。

锂电池主要有正极、负极、隔膜、电解液等部分组成，隔膜在其中起着重要作用，一方面隔离正负极片以避免接触短路，另一方面允许锂离子在电池充放电过程中可以自由穿梭以满足电能的储存和释放。隔膜通过其微孔结构允许离子导通，同时又要能阻止电子导通。隔膜的微孔结构影响锂离子的传导速率，进而影响锂电池的性能。因此，离子电导率是评价隔膜性能的关键指标之一。

通常通过测试隔膜电导率或者面电阻来表征隔膜的离子传导率，评估隔膜性能。但是这两种测试方法测试结果误差较大，专业测试方法较少，缺乏专业的测试设备，测试工装夹具操作繁琐、不方便，有些测试方法甚至存在安全隐患。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种应用于锂电池隔膜电阻测试的方法。

本发明提出的一种应用于锂电池隔膜电阻测试的方法，包括以下步骤：

S1、选取两块金属电极并浸没入预设浓度的电解质水溶液中，两块金属电极相对设置；

S2、在两块金属电极之间插入两个开设有通孔结构的测试窗口的样品夹具，样品夹具浸没在电解质水溶液中，金属电极与样品夹具之间和两个样品夹具之间均无缝贴靠，各样品夹具上的测试窗口均被相邻的金属电极覆盖；

S3、在步骤S2的连接状态下，获取两个样品夹具之间的电解质水溶液的空白电阻值R0，R0为交流电阻值；

S4、将待测隔膜夹持到两个样品夹具之间，待测隔膜完全覆盖两个测试窗口；

S5、在步骤S4的连接状态下，获取夹持有待测隔膜的两个样品夹具之间的交流电阻值R1；

S6、通过R＝R1-R0计算出待测隔膜的电阻值R。

优选地，还包括步骤以下步骤：

S7、重复n次步骤S4-S6，获取n个电阻值R；

S8、计算n个电阻值R的平均值作为待测隔膜电阻值。

优选地，1≦n≦10。

优选地，步骤S1中选取的两块金属电极大小形状相同。

优选地，步骤S2中选取的两个样品夹具大小形状相同，且两个样品夹具插入到两块金属电极之间后，样品夹具上的测试窗口相重合。

优选地，步骤S3和步骤S5中，通过将二块金属电极分别电连接至测试交流阻抗的LCR测试仪进行电阻值测试。

本发明中，只需要金属电极和电解质溶液便可完成对待测隔膜的电阻测试。金属电极和电解质溶液均为十分常见的物质，获取简单，操作安全。

本发明提出的一种应用于锂电池隔膜电阻测试的方法，用于测试的装置简单，容易搭建，而且成本低廉，易于获得，且操作安全，无污染，适用于任何需要检测隔膜电阻的场所，且测量误差小。

附图说明

图1是本发明中采用的锂电池隔膜电阻测试装置的主视图；

图2是图1中两个样品夹具5并拢贴紧的放大图；

图3是本发明中样品夹具的平面视图；

图4是图3样品夹具的测试窗口6覆盖隔膜样品后的平面视图；

图5为本发明提出的一种应用于锂电池隔膜电阻测试的方法流程图。

具体实施方式

参照图1至图5，本发明提出的一种应用于锂电池隔膜电阻测试的方法，包括以下步骤。

S1、选取两块金属电极4并浸没入容器2内预设浓度的电解质水溶液3中，两块金属电极4相对设置。本步骤中，两块金属电极4大小形状相同，且两块金属电极4浸没入电解质水溶液3中后，位置相对，且相互之间有一定的间距。

S2、在两块金属电极4之间插入两个开设有通孔结构的测试窗口6的样品夹具5，样品夹具5浸没在电解质水溶液3中，金属电极4与样品夹具5之间和两个样品夹具5之间均无缝贴靠，各样品夹具5上的测试窗口6均被相邻的金属电极4覆盖。

S3、在步骤S2的连接状态下，获取两个样品夹具5之间的电解质水溶液的空白电阻值R0，R0为交流电阻值。本步骤中，通过将二块金属电极分别电连接至测试交流阻抗的LCR测试仪1进行电阻值测试。空白电阻值R0为样品夹具测试窗口区只覆盖电解质水溶液，在1kHz下测量的交流电阻值。S4、将待测隔膜7夹持到两个样品夹具5之间，待测隔膜7完全覆盖两个测试窗口6。具体的，待测隔膜面积大于样品夹具的测试窗口区域面积，而且全部覆盖住测试窗口区域，但是待测隔膜面积小于样品夹具的截面面积，以避免浪费，并提高对待测隔膜电阻值的测量精度。

具体的，步骤S2中，两个样品夹具5大小形状相同，且两个样品夹具5插入到两块金属电极4之间后，样品夹具5上的测试窗口6相重合，以方便待测隔膜对测试窗口进行隔离。

S5、在步骤S4的连接状态下，获取夹持有待测隔膜的两个样品夹具5之间的交流电阻值R1。本步骤中，也通过将二块金属电极分别电连接至测试交流阻抗的LCR测试仪1在1kHz下进行电阻值测试。

具体的，本实施方式中，需要将金属电极、样品夹具、待测隔膜全部完全浸没于电解质水溶液中，尤其在步骤S5中测试R1时，待测隔膜要在电解质水溶液中浸没一定时间至完全浸润后再进行测试。S6、通过R＝R1-R0计算出待测隔膜的电阻值R。

S7、重复n次步骤S4-S6，获取n个电阻值R。1≦n≦10。

S8、计算n个电阻值R的平均值作为待测隔膜电阻值。

具体的，本步骤S6中，每重复一次则更换一个待测隔膜，以便对同一批次的隔膜进行全面测试。同一批次测试或者对比测试时，要求制取隔膜样品时的大小、面积保持一致，以减小误差。

具体的，以下结合一个具体的实施例对以上测试方法进一步说明。

本实施例中，分别对A、B两个厂家生产的不同厚度不同工艺的隔膜进行电阻测试，其中，A厂家的隔膜是湿法工艺生产，B厂家的隔膜是干法工艺生产，这里的“干法”和“湿法”指的是隔膜的不同生产制造工艺，与本发明测试方法无关，隔膜的生产制造工艺不会影响电阻的测试装置和方法。

下表展示了电解质水溶液选择质量分数为35％的氢氧化钾水溶液、金属电极选择铂金电极的情况下，A、B厂家生产的隔膜的电阻测试结果和平均值。

从上表可以看出，本发明公开的锂电池隔膜电阻测试方法误差较小。

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 (6)

1.一种应用于锂电池隔膜电阻测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选取两块金属电极(4)并浸没入预设浓度的电解质水溶液(3)中，两块金属电极(4)相对设置；

S2、在两块金属电极(4)之间插入两个开设有通孔结构的测试窗口(6)的样品夹具(5)，样品夹具(5)浸没在电解质水溶液(3)中，金属电极(4)与样品夹具(5)之间和两个样品夹具(5)之间均无缝贴靠，各样品夹具(5)上的测试窗口(6)均被相邻的金属电极(4)覆盖；

S3、在步骤S2的连接状态下，获取两个样品夹具(5)之间的电解质水溶液的空白电阻值R0，R0为交流电阻值；

S4、将待测隔膜(7)夹持到两个样品夹具(5)之间，待测隔膜(7)完全覆盖两个测试窗口(6)；

S5、在步骤S4的连接状态下，获取夹持有待测隔膜的两个样品夹具(5)之间的交流电阻值R1；

S6、通过R＝R1-R0计算出待测隔膜的电阻值R。

2.如权利要求1所述的应用于锂电池隔膜电阻测试的方法，其特征在于，还包括步骤以下步骤：

S7、重复n次步骤S4-S6，获取n个电阻值R；

S8、计算n个电阻值R的平均值作为待测隔膜电阻值。

3.如权利要求2所述的应用于锂电池隔膜电阻测试的方法，其特征在于，1≦n≦10。

4.如权利要求1所述的应用于锂电池隔膜电阻测试的方法，其特征在于，步骤S1中选取的两块金属电极(4)大小形状相同。

5.如权利要求1或4所述的应用于锂电池隔膜电阻测试的方法，其特征在于，步骤S2中选取的两个样品夹具(5)大小形状相同，且两个样品夹具(5)插入到两块金属电极(4)之间后，样品夹具(5)上的测试窗口(6)相重合。

6.如权利要求1所述的应用于锂电池隔膜电阻测试的方法，其特征在于，步骤S3和步骤S5中，通过将二块金属电极分别电连接至测试交流阻抗的LCR测试仪(1)进行电阻值测试。