CN108827778B - 电池隔膜机械强度的测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电池隔膜机械强度的测试装置及方法，测试装置包括压力输入组件、电容测试组件和压缩组件；电容测试组件包括平板电容器，电池隔膜放置于电容测试组件中，电池隔膜的厚度等于平板电容器的极板间距，当压力输入组件输入压力时，电池隔膜厚度被压缩，导致平板电容器电容数值发生变化，根据测试得到的电容数值和电容计算公式可以计算出平板电容器的当前极板间距，即电池隔膜的当前厚度，最后结合压力传感器得到的输入压力数值，即可得到电池隔膜的的机械强度。整个电池隔膜机械强度的测试装置构造简单，利用电容变化换算出电池隔膜的厚度变化，构思巧妙，测试精准。

Description

电池隔膜机械强度的测试装置及方法

技术领域

本发明涉及到电池隔膜机械强度测试领域，特别是涉及到一种电池隔膜机械强度的测试装置及方法。

背景技术

在锂离子电池制作工艺中，在隔膜与正负极卷绕完成后，都会存在热压整形或者冷压整形的工艺，来确保电池极组形貌一致，可以装入电池壳体，使正负极片与隔膜之间接触完好，减少相互之间的间隙，保证电池性能的一致性。在热压或冷压整形过程中，需要给电池极组施加巨大的压力，压强甚至达到5-30MPa才能达到整形效果。因此，对隔膜的的机械强度及抗挤压能力是非常大的考验。

目前对于隔膜的机械强度特性的研究主要还是横向TD和纵向MD的拉伸强度，以及穿刺强度等，对于隔膜的抗压特性研究比较少，这主要是隔膜的厚度非常薄，传统的挤压测试方法受到分辨率的影响，往往需要叠加十几层或上百层隔膜叠加压在一起，不同层隔膜方向的一致性和隔膜之间的空气等都会对测试结果的准确性产生很大的影响，因此传统的挤压测试方法很难获得准确的隔膜机械强度的数据。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种电池隔膜机械强度的测试装置及方法。

本发明提出了一种电池隔膜机械强度的测试装置，包括压力输入组件、电容测试组件和压缩组件；电容测试组件包括上绝缘板、下绝缘板、第一导电板、第二导电板、电压输入组件和电容测试装置，上绝缘板与下绝缘板板相对平行设置，上绝缘板朝向下绝缘板的一面上设置有第一导电板和第一导电通道，下绝缘板朝向上绝缘板的一面上设置有第二导电板与第二导电通道，且第一导电板与第二导电板相对平行，组成第一平板电容器，第一导电板与第二导电板分别通过第一导电通道和第二导电通道与电压输入组件和电容测试装置连通，压力输入组件分别贴靠在上绝缘板和下绝缘板相背离的两个面上；压缩组件包括第三导电板和第四导电板，第三导电板与上绝缘板朝向下绝缘板的一面固定连接，第四导电板与下绝缘板朝向上绝缘板的一面固定连接，第三导电板与第四导电板相对平行，第三导电板间隔设置在第一导电板周围，第四导电板间隔设置第二导电板周围；压力输入组件位于上绝缘板与下绝缘板的相背离的两个面上，用于输入压力。

进一步地，还包括中绝缘板，中绝缘板位于上绝缘板与下绝缘板之间，且分别与上绝缘板和下绝缘板相对平行；中绝缘板朝向上绝缘板的面上设置有第五导电板、第七导电板和第三导电通道，第五导电板与第一导电板相对平行，组成第二平板电容器，第一导电板与第五导电板分别通过第一导电通道和第三导电通道与电压输入组件和电容测试装置连通，第七导电板与第三导电板相对平行；中绝缘板朝向下绝缘板的面上设置有第六导电板、第八导电板和第四导电通道，第六导电板与第二导电板相对平行，组成第三平板电容器，第二导电板与第六导电板分别通过第二导电通道和第四导电通道与电压输入组件和电容测试装置连通，第八导电板与第四导电板相对平行。

进一步地，当中绝缘板的数量为多块时，多块中绝缘板层叠平行摆放，在多块中绝缘板相向平行的面上，第五导电板与第六导电板相向平行，组成第四平板电容器，第五导电板与第六导电板分别通过第三导电通道和第四导电通道与电压输入组件和电容测试装置连通，第七导电板与第八导电板相向平行。

进一步地，压力输入组件包括压力输送器、压力传感器和固定座，上绝缘板与下绝缘板设置在压力输送器与固定座之间，压力输送器用于输入压力，压力输送器与固定座分别用于固定上绝缘板与下绝缘板的其中一块，压力传感器设置在上绝缘板和或或下绝缘板相背离的面上，且位于压力输送器与固定座之间。

进一步地，压力输入组件还包括弹性垫片，弹性垫片设有多个，并分别位于上绝缘板和下绝缘板相背离的面上，压力传感器位于弹性垫片和压力输送器和或或弹性垫片与固定座之间。

进一步地，上绝缘板、下绝缘板的材质为有机玻璃板或高分子板。

进一步地，第一导电板、第二导电板、第三导电板、第四导电板的材质为金属板，金属板为铜板。

进一步地，还包括保护外壳，保护外壳罩在压力输入组件和电容测试组件的外部。

本发明还提出了一种电池隔膜机械强度的测试方法，应用于上述的电池隔膜机械强度的测试装置之中，平板电容器包括第一平板电容器、第二平板电容器、第三平板电容器与第四平板电容器，包括：

通过压力输送器持续输入压力，同时通过压力传感器记录当前压力；

通过输入压力压缩电池隔膜的厚度，同时缩短平板电容器的极板间距；

通过电容测试装置检测平板电容器的当前电容；

通过电容计算公式和当前电容计算出平板电容器的当前极板间距，当前极板间距即为电池隔膜的当前厚度；

通过对当前压力转换成压强，并与当前厚度进行乘幂函数拟合，得出电池隔膜的机械强度。

进一步地，在通过压力输送器持续输入压力的步骤之前，包括：

检测平板电容器的电容数值是否稳定；

若稳定，则进入通过压力输送器持续输入压力的步骤。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明提出了一种电池隔膜机械强度的测试装置，包括压力输入组件、电容测试组件和压缩组件；电容测试组件包括上绝缘板、下绝缘板、第一导电板、第二导电板、电压输入组件和电容测试装置，上绝缘板与下绝缘板板相对平行设置，第一导电板与上绝缘板朝向下绝缘板的一面固定连接，第二导电板与下绝缘板朝向上绝缘板的一面固定连接，且第一导电板与第二导电板相对平行，组成第一平板电容器，第一导电板与第二导电板通过第一导电通道分别与电压输入组件和电容测试装置连通，压力输入组件分别贴靠在上绝缘板和下绝缘板相背离的两个面上；压缩组件包括第三导电板和第四导电板，第三导电板与上绝缘板朝向下绝缘板的一面固定连接，第四导电板与下绝缘板朝向上绝缘板的一面固定连接，第三导电板与第四导电板相对平行，第三导电板间隔设置在第一导电板周围，第四导电板间隔设置第二导电板周围；压力输入组件位于上绝缘板与下绝缘板的相背离的两个面上，用于输入压力。当压力输入组件输入压力时，电池隔膜的厚度被压缩，同时第一平板电容器的极板间距也相应变短，导致电容数值发生变化，根据测试得到的电容数值和电容计算公式可以计算出第一平板电容器的当前极板间距，即电池隔膜的当前厚度，最后结合压力传感器得到的输入压力数值，进行乘幂函数拟合，即可得到电池隔膜的的机械强度。整个电池隔膜机械强度的测试装置构造简单，利用电容变化换算出电池隔膜的厚度变化，构思巧妙，测试精准。

附图说明

图1为本发明电池隔膜机械强度的测试装置第一实施例的整体装配示意图；

图2为本发明电池隔膜机械强度的测试装置第一实施例的上绝缘板的平面结构示意图；

图3为本发明电池隔膜机械强度的测试装置第一实施例的下绝缘板的平面结构示意图；

图4为本发明电池隔膜机械强度的测试装置第二实施例的中绝缘板朝向上绝缘板一面的平面结构示意图；

图5为本发明电池隔膜机械强度的测试装置第二实施例的中绝缘板朝向下绝缘板一面的平面结构示意图；

图6为本发明电池隔膜机械强度的测试装置第一实施例的电池隔膜厚度为9um时的机械强度测试数据折线示意图；

图7为本发明电池隔膜机械强度的测试装置第一实施例的电池隔膜厚度为25um时的机械强度的测试数据折线示意图；

图8为本发明电池隔膜机械强度的测试装置第六实施例的电池隔膜厚度为100um时的机械强度的测试数据折线示意图；

图9为本发明电池隔膜机械强度的测试方法第一实施例的步骤示意图；

图10为本发明电池隔膜机械强度的测试方法第二实施例的步骤示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各组件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1、图2和图3所示，本发明提出了一种电池隔膜机械强度的测试装置，包括压力输入组件、电容测试组件和压缩组件；电容测试组件包括上绝缘板5、下绝缘板6、第一导电板51、第二导电板61、电压输入组件8和电容测试装置，上绝缘板5与下绝缘板6板相对平行设置，上绝缘板5朝向下绝缘板6的一面上设置有第一导电板51与第一导电通道53，下绝缘板6朝向上绝缘板5的一面上设置有第二导电板61与第二导电通道63，且第一导电板51与第二导电板61相对平行，组成第一平板电容器，第一导电板51与第二导电板61通过第一导电通道53分别与电压输入组件8和电容测试装置连通，压力输入组件分别贴靠在上绝缘板5和下绝缘板6相背离的两个面上，在一些实施例中，电容测试装置为装载有电容测试软件的电脑。在一些实施例中，压缩组件包括第三导电板52和第四导电板62，第三导电板52与上绝缘板5朝向下绝缘板6的一面固定连接，第四导电板62与下绝缘板6朝向上绝缘板5的一面固定连接，第三导电板52与第四导电板62相对平行，在测试时，电池隔膜就放置于第三导电板52与第四导电板62之间，第三导电板52间隔设置在第一导电板51周围，第四导电板62间隔设置第二导电板61周围，这样间隔设置的目的在于使得第三导电板52与第四导电板62不与第一导电通道53连通，防止在第三导电板52与第四导电板62之间产生电容，排除电容测试干扰，电容测试数据更加准确。进一步地，为了保证上绝缘板5、下绝缘板6受力平衡，不会发生倾斜，从而使第一导电板51与第二导电板61之间发生接触，在一些实施例中，设置第三导电板52、第四导电板62的数量为两个或两个以上，分别在第一导电板51与第二导电板61周边对称摆放，使受力均匀，测试更加精准。在测试过程中，由于电池隔膜的厚度很小，即便是几十上百张电池隔膜放置在一起，其总厚度仍旧很小，所以第一导电板51与第二导电板61之间的空隙应该尽量小一些，这样在电池隔膜受到挤压，发生厚度形变，第一导电板51与第二导电板61之间的第一极板间距缩短时，电容的数值变化才会比较明显，不容易出现测试偏差，因此设置第一导电板51、第二导电板61、第三导电板52、第四导电板62的厚度均相同，使电池隔膜的总厚度与第一平板电容器的第一极板间距相同，测试计算更加简单精准。在一些实施例中，为了进一步消除因材料性质本身而带来的影响误差，虽然第三导电板52和第四导电板62没有导电的要求，但是设置第一导电板51、第二导电板61、第三导电板52、第四导电板62的材料保持一致，使得测试更加科学精准。压力输入组件位于上绝缘板5与下绝缘板6的相背离的两个面上，用于输入压力，模拟电池整形过程中电池隔膜所受到的压力，在一些实施例中，压力输入组件输入的压力范围包括0-16×10¹²N，通过压力传感器3进行实时输入压力记录。在挤压的过程中，第三导电板52与第四导电板62之间的电池隔膜受力发生厚度形变，第一导电板51与第二导电板61之间的第一极板间距也相应发生变化，第一平板电容的计算公式为C＝εS/4πkd，其中，C为第一平板电容器的当前电容，ε为第一导电板51与第二导电板61的材料的介电常数，k为静电力常量，d为第一导电板51与第二导电板61之间的第一极板间距，S为第一导电板51与第二导电板61间的正对面积，在一些实施例中，第一导电板51与第二导电板61的长宽规格均为40mm×40mm，把输入压力转换成压强，即压强范围包括0-100MPa，能够满足在电池整形过程中压强范围5-30MPa内的要求。通过相连的电容测试装置即可计算出由第一导电板51、第二导电板61和电压输入组件8所组成的第一平板电容器的当前电容，通过当前电容以及第一导电板51与第二导电板61的正对面积大小，可以计算出第一导电板51与第二导电板61之间的当前第一极板间距，即测试的电池隔膜的当前厚度，通过压力传感器3记录的压力值与计算出的电池隔膜的厚度进行一一对应，然后进行函数拟合，即可得到电池隔膜的机械强度，从而了解测试的电池隔膜是否符合抗压要求。在一些实施例中，在计算出电池隔膜的当前厚度后，将其与电池隔膜的初始厚度进行相减，得到电池隔膜的形变厚度，然后再用形变厚度除以初始厚度，得到形变百分比，并且把输入压力采用压强计算公式转换成压强，最后得到的形变百分比的数据与对应的压强数据进行乘幂函数拟合，采用形变百分比与压强的对应关系来表明电池隔膜在的机械强度，清晰明了。在一些实施例中，在上述电池隔膜机械强度的测试装置中，当用一层厚度为9um的聚乙烯电池隔膜进行测试时，电池隔膜总厚度为9um，得到电池隔膜的机械强度的数据如图6所示。在另一些实施例中，在上述电池隔膜机械强度的测试装置中，当用一层厚度为25um的聚丙烯电池隔膜进行测试时，电池隔膜总厚度为25um，得到电池隔膜的机械强度的数据如图7所示。在再一些实施例中，在上述电池隔膜机械强度的测试装置中，当用四层厚度为25um的聚丙烯电池隔膜进行测试时，电池隔膜总厚度为100um，得到电池隔膜的机械强度的数据如图8所示。

本实施例提出了一种电池隔膜机械强度的测试装置，包括压力输入组件、电容测试组件和压缩组件；电容测试组件包括上绝缘板5、下绝缘板6、第一导电板51、第二导电板61、电压输入组件8和电容测试装置，上绝缘板5与下绝缘板6板相对平行设置，第一导电板51与上绝缘板5朝向下绝缘板6的一面固定连接，第二导电板61与下绝缘板6朝向上绝缘板5的一面固定连接，且第一导电板51与第二导电板61相对平行，组成第一平板电容器，第一导电板51与第二导电板61通过第一导电通道53分别与电压输入组件8和电容测试装置连通，压力输入组件分别贴靠在上绝缘板5和下绝缘板6相背离的两个面上；压缩组件包括第三导电板52和第四导电板62，第三导电板52与上绝缘板5朝向下绝缘板6的一面固定连接，第四导电板62与下绝缘板6朝向上绝缘板5的一面固定连接，第三导电板52与第四导电板62相对平行，第三导电板52间隔设置在第一导电板51周围，第四导电板62间隔设置第二导电板61周围；压力输入组件位于上绝缘板5与下绝缘板6的相背离的两个面上，用于输入压力。当压力输入组件输入压力时，电池隔膜的厚度被压缩，同时第一平板电容器的第一极板间距也相应变短，导致电容数值发生变化，根据测试得到的电容数值和电容计算公式可以计算出第一平板电容器的当前第一极板间距，即电池隔膜的当前厚度，最后结合压力传感器3得到的输入压力数值，并且把输入压力采用压强计算公式转换成压强，最后得到的形变百分比的数据与对应的压强数据进行乘幂函数拟合，采用形变百分比与压强的对应关系来表明电池隔膜在的机械强度，清晰明了。整个电池隔膜机械强度的测试装置构造简单，利用电容变化换算出电池隔膜的厚度变化，构思巧妙，测试精准。

如图4、图5所示，在一些实施例中，当需要同时进行多组电池隔膜的机械强度测试时，还包括中绝缘板，中绝缘板位于上绝缘板5与下绝缘板6之间，且分别与上绝缘板5和下绝缘板6相对平行；中绝缘板朝向上绝缘板5的面上设置有第五导电板91、第七导电板92与第三导电通道93，第五导电板91与第一导电板51相对平行，组成第二平板电容器，第一导电板51与第五导电板91分别通过第一导电通道53和第三导电通道93与电压输入组件8和电容测试装置连通，第七导电板92与第三导电板52相对平行；中绝缘板朝向下绝缘板6的面上设置有第六导电板94、第八导电板95与第四导电通道96，第六导电板94与第二导电板61相对平行，组成第三平板电容器，第六导电板94与第二导电板61分别通过第四导电通道96和第二导电通道63与电压输入组件8和电容测试装置连通，第七导电板92与第四导电板62相对平行。在测试的时候，电池隔膜放置于第八导电板95与第三导电板52之间以及第七导电板92与第四导电板62之间，当压力输入部件持续输入压力时，压缩第八导电板95与第三导电板52之间以及第七导电板92与第四导电板62之间的电池隔膜在发生形变，第二平板电容器的第二极板间距与第三平板电容器的第三极板间距也同步发生变化，距离缩短，导致第二平板电容器与第三平板电容器的电容数值产生变化，通过电容计算公式以及测试得到的电容数值即可得到第二平板电容器的当前第二极板间距与第三平板电容器的第三当前极板间距，即位于第八导电板95与第三导电板52之间以及第七导电板92与第四导电板62之间的电池隔膜的当前厚度，最后对压力传感器3记录的输入压力值以及计算出的电池隔膜的当前厚度一一对应，并且把输入压力采用压强计算公式转换成压强，最后得到的形变百分比的数据与对应的压强数据进行乘幂函数拟合，采用形变百分比与压强的对应关系来表明电池隔膜在的机械强度。通过设置中绝缘板，可以同时进行两组电池隔膜的测试，处理量大，简单方便。

如图4、图5所示，在一些实施例中，当中绝缘板的数量为多块时，多块中绝缘板层叠平行摆放，在多块中绝缘板相向平行的面上，第五导电板91与第六导电板94相向平行，组成第四平板电容器，第五导电板91与第六导电板94分别通过第三导电通道93和第四导电通道96与电压输入组件8和电容测试装置连通，第七导电板92与第八导电板95相向平行。在测试的时候，电池隔膜放置于第八导电板95与第三导电板52之间、第七导电板92与第四导电板62之间以及第七导电板92与第八导电板95之间，当压力输入部件持续输入压力时，第八导电板95与第三导电板52之间、第七导电板92与第四导电板62之间以及第七导电板92与第八导电板95之间的电池隔膜在发生形变，第二平板电容器的第二极板间距、第三平板电容器的第三极板间距以及第四平板电容器的第四极板间距也同步发生变化，距离缩短，导致第二平板电容器、第三平板电容器以及第四平板电容器的电容数值产生变化，通过电容计算公式以及测试得到的电容数值即可得到第二平板电容器的当前第二极板间距、第三平板电容器的第三当前极板间距以及第四平板电容器的第四当前极板间距，即位于第八导电板95与第三导电板52之间、第七导电板92与第四导电板62之间以及第七导电板92与第八导电板95之间的电池隔膜的当前厚度，最后对压力传感器3记录的输入压力值以及计算出的电池隔膜的当前厚度一一对应，并且把输入压力采用压强计算公式转换成压强，最后得到的形变百分比的数据与对应的压强数据进行乘幂函数拟合，采用形变百分比与压强的对应关系来表明电池隔膜在的机械强度。通过设置多块中绝缘板，可以同时进行多组电池隔膜的测试，适合批量测试，简单方便。

如图1所示，在一些实施例中，压力输入组件包括压力输送器2、压力传感器3和固定座7，上绝缘板5与下绝缘板6设置在压力输送器2与固定座7之间，压力输送器2用于输入压力，压力输送器2与固定座7分别用于固定上绝缘板5与下绝缘板6的其中一块，压力输送器2主要起到输入压力以及控制上绝缘板5或下绝缘板6中的一块绝缘板向另外一块绝缘板进行相向运动或背向运动，固定座7起到固定上绝缘板5或下绝缘板6中的一块的作用，防止在压力输送过程中上绝缘板5与下绝缘板6之间滑脱错位，使测试更加精准。压力传感器3设置在上绝缘板5和或或下绝缘板6相背离的面上，且位于压力输送器2与固定座7之间，在上绝缘板5和下绝缘板6相背离的面上都设置压力传感器3的目的是为检测上绝缘板5与下绝缘板6所受到的压力是否有偏差，使测试更加精确。

如图1所示，在一些实施例中，压力输入组件还包括弹性垫片4，弹性垫片4位于上绝缘板5和下绝缘板6相背离的面上，压力传感器3位于弹性垫片4和压力输送器2和或或弹性垫片4与固定座7之间，弹性垫片4主要起到缓冲减震的作用，防止在压力过大时，因硬接触而对压力传感器3和绝缘板造成损伤的问题发生。在一些实施例中，弹性垫片4的材料为硅胶。

在一些实施例中，为了保证上绝缘板5与下绝缘板6的抗挤压能力满足测试要求，上绝缘板5、下绝缘板6的材质为有机玻璃或高分子聚合物，在起到绝缘的同时，还具有良好的抗挤压能力。

在一些实施例中，为了保证第一导电板51、第二导电板61、第三导电板52、第四导电板62在具有良好导电性的同时，还能够具有良好的抗挤压能力和防锈蚀能力，第一导电板51、第二导电板61、第三导电板52、第四导电板62的材料为金属，进一步地，金属材料选择为铜，成本低廉。在另一些实施例中，第一导电板51、第二导电板61、第三导电板52、第四导电板62的材料为金或者银，导电性能良好。

在一些实施例中，电池隔膜机械强度的测试装置还包括保护外壳1，保护外壳1罩在压力输入组件和电容测试组件的外部，保护外壳1为一个下端开口，内里中空的容器，保护外壳1罩在压力输入组件和电容测试组件外部，防止外部环境对电容的测试造成影响，减少电容数值波动，使测试更加精准。

本发明提出了一种电池隔膜机械强度的测试装置，包括压力输入组件、电容测试组件和压缩组件；电容测试组件包括上绝缘板5、下绝缘板6、第一导电板51、第二导电板61、电压输入组件8和电容测试装置，上绝缘板5与下绝缘板6板相对平行设置，第一导电板51与上绝缘板5朝向下绝缘板6的一面固定连接，第二导电板61与下绝缘板6朝向上绝缘板5的一面固定连接，且第一导电板51与第二导电板61相对平行，组成第一平板电容器，第一导电板51与第二导电板61通过第一导电通道53分别与电压输入组件8和电容测试装置连通，压力输入组件分别贴靠在上绝缘板5和下绝缘板6相背离的两个面上；压缩组件包括第三导电板52和第四导电板62，第三导电板52与上绝缘板5朝向下绝缘板6的一面固定连接，第四导电板62与下绝缘板6朝向上绝缘板5的一面固定连接，第三导电板52与第四导电板62相对平行，第三导电板52间隔设置在第一导电板51周围，第四导电板62间隔设置第二导电板61周围；压力输入组件位于上绝缘板5与下绝缘板6的相背离的两个面上，用于输入压力。当压力输入组件输入压力时，电池隔膜的厚度被压缩，同时第一平板电容器的第一极板间距也相应变短，导致电容数值发生变化，根据测试得到的电容数值和电容计算公式可以计算出第一平板电容器的当前第一极板间距，即电池隔膜的当前厚度，最后结合压力传感器3得到的输入压力数值，并且把输入压力采用压强计算公式转换成压强，最后得到的形变百分比的数据与对应的压强数据进行乘幂函数拟合，采用形变百分比与压强的对应关系来表明电池隔膜在的机械强度。整个电池隔膜机械强度的测试装置构造简单，利用电容变化换算出电池隔膜的厚度变化，构思巧妙，测试精准。进一步地，在上绝缘板5与下绝缘板6之间还设置了多块中绝缘板，组成多个独立的平板电容器，适合进行批量测试，简单方便。

如图9所示，本发明还提出了一种电池隔膜机械强度的测试方法，应用于上述的电池隔膜机械强度的测试装置之中，平板电容器包括第一平板电容器、第二平板电容器、第三平板电容器与第四平板电容器，包括步骤：

S1：通过压力输送器持续输入压力，同时通过压力传感器记录当前压力；

S2：通过输入压力压缩电池隔膜的厚度，同时缩短平板电容器的极板间距；

S3：通过电容测试装置检测平板电容器的当前电容；

S4：通过电容计算公式和当前电容计算出平板电容器的当前极板间距，当前极板间距即为电池隔膜的当前厚度；

S5：通过将当前压力转换成压强，并与当前厚度进行乘幂函数拟合，得出电池隔膜的机械强度。

在上述通过压力输送器持续输入压力，同时通过压力传感器记录当前压力的步骤S1中，由于要测试的是电池隔膜的机械强度，所以要得到在不同的压力之下，电池隔膜相应的形变量，因此压力输入数值应由小到大，缓慢上升。在一些实施例中，压力输入器输入压力大小的范围为0-10KN，用来放置电池隔膜的导电板的大小规格为10mm×10mm，则电池隔膜受到的压力大小的范围值约为0-100MPa，能够满足在电池整形过程中电池隔膜受到的压力模拟要求。

在上述通过输入压力压缩电池隔膜的厚度，同时缩短平板电容器的极板间距的步骤S2中，极板间距包括第一极板间距、第二极板间距、第三极板间距与第四极板间距，在测试过程中，当只有上绝缘板与下绝缘板时，电池隔膜放置于第三导电板与第四导电板之间；当上绝缘板与下绝缘板之间有一块中绝缘板时，电池隔膜放置于第八导电板与第三导电板之间以及第七导电板与第四导电板之间；当上绝缘板与下绝缘板之间有多块中绝缘板时，电池隔膜放置于第八导电板与第三导电板之间、第七导电板与第四导电板之间以及第七导电板与第八导电板之间，当压力输入部件持续输入压力时，第三导电板与第四导电板之间、第八导电板与第三导电板之间、第七导电板与第四导电板之间以及第七导电板与第八导电板之间的电池隔膜在发生形变，第一平板电容器的第一极板间距、第二平板电容器的第二极板间距、第三平板电容器的第三极板间距以及第四平板电容器的第四极板间距也同步发生变化，距离缩短，导致第一平板电容器、第二平板电容器、第三平板电容器与第四平板电容器的电容数值产生变化。

在上述通过电容测试装置检测平板电容器的当前电容的步骤S3中，在一些实施例中，电容测试装置为装载有电容测试软件的电脑，当第一平板电容器、第二平板电容器、第三平板电容器与第四平板电容器的电容数值产生变化时，电容测试装置可以测试出平板电容器的当前电容数值并进行记录。

在上述通过电容计算公式和当前电容计算出平板电容器的当前极板间距，当前极板间距即为电池隔膜的当前厚度的步骤S4中，在记录了平板电容器的当前电容数值之后，便可以通过电容计算公式计算出平板电容器的当前极板间距，电容计算公式为C＝εS/4πkd，其中，C为第一平板电容器、第二平板电容器、第三平板电容器与第四平板电容器的当前电容，ε为第一导电板、第二导电板、第五导电板与第六导电板的材料的介电常数，k为静电力常量，d为第一导电板与第二导电板之间、第一导电板与第五导电板之间、第二导电板与第六导电板之间以及第五导电板与第六导电板之间的极板间距，S为第一导电板与第二导电板之间、第一导电板与第五导电板之间、第二导电板与第六导电板之间以及第五导电板与第六导电板之间的正对面积，在一些实施例中，第一导电板、第二导电板、第五导电板与第六导电板的长宽规格均为40mm×40mm。

在上述通过将当前压力转换成压强，并与当前厚度进行乘幂函数拟合，得出电池隔膜的机械强度的步骤S5中，在计算出电池隔膜的当前厚度后，将其与压力传感器记录的输入压力数值一一对应，最后得到的形变百分比的数据与对应的压强数据进行乘幂函数拟合，采用形变百分比与压强的对应关系来表明电池隔膜在的机械强度。

如图10所示，在一些实施例中，在通过压力输送器持续输入压力的步骤S1之前，包括：

S01：检测平板电容器的电容数值是否稳定；

S02：若稳定，则进入通过压力输送器持续输入压力的步骤。

在上述检测平板电容器的电容数值是否稳定的步骤S01中，在进行压力输入测试之前，应先稳定电容数值，在电容数值稳定之后，再进行压力输入，排除因电容器本身的电容不稳定而造成的测量误差。

在上述若稳定，则进入通过压力输送器持续输入压力的步骤的步骤S02中，在电容数值稳定不在波动之后，便根据设置持续输入压力，按照由小到大的顺序，缓慢增加压力输入数值，同时记录相应的电容变化。

综上所述，本发明提供了一种电池隔膜机械强度的测试方法，包括S1：通过压力输送器持续输入压力，同时通过压力传感器记录当前压力；S2：通过输入压力压缩电池隔膜的厚度，同时缩短平板电容器的极板间距；S3：通过电容测试装置检测平板电容器的当前电容；S4：通过电容计算公式和当前电容计算出平板电容器的当前极板间距，当前极板间距即为电池隔膜的当前厚度；S5：通过当前压力与当前厚度得出电池隔膜的机械强度与形变量的对应函数关系五个步骤，通过测试平板电容器的电容变化，从而换算出电池隔膜的机械强度，步骤简单，构思巧妙。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池隔膜机械强度的测试装置，其特征在于，包括压力输入组件、电容测试组件和压缩组件；所述电容测试组件包括上绝缘板、下绝缘板、第一导电板、第二导电板、电压输入组件和电容测试装置，所述上绝缘板与所述下绝缘板相对平行设置，所述上绝缘板朝向所述下绝缘板的一面上设置有第一导电板和第一导电通道，所述下绝缘板朝向所述上绝缘板的一面上设置有第二导电板与第二导电通道，且所述第一导电板与所述第二导电板相对平行，组成第一平板电容器，所述第一导电板与所述第二导电板分别通过所述第一导电通道和所述第二导电通道与所述电压输入组件和所述电容测试装置连通，所述压力输入组件分别贴靠在所述上绝缘板和所述下绝缘板相背离的两个面上；所述压缩组件包括第三导电板和第四导电板，所述第三导电板与所述上绝缘板朝向所述下绝缘板的一面固定连接，所述第四导电板与所述下绝缘板朝向所述上绝缘板的一面固定连接，所述第三导电板与所述第四导电板相对平行，所述第三导电板间隔设置在所述第一导电板周围，所述第四导电板间隔设置所述第二导电板周围；所述压力输入组件位于所述上绝缘板与所述下绝缘板的相背离的两个面上，用于输入压力。

2.根据权利要求1所述的电池隔膜机械强度的测试装置，其特征在于，还包括中绝缘板，所述中绝缘板位于所述上绝缘板与所述下绝缘板之间，且分别与所述上绝缘板和所述下绝缘板相对平行；所述中绝缘板朝向所述上绝缘板的面上设置有第五导电板、第七导电板和第三导电通道，所述第五导电板与所述第一导电板相对平行，组成第二平板电容器，所述第一导电板与所述第五导电板分别通过所述第一导电通道和所述第三导电通道与所述电压输入组件和所述电容测试装置连通，所述第七导电板与所述第三导电板相对平行；所述中绝缘板朝向所述下绝缘板的面上设置有第六导电板、第八导电板和第四导电通道，所述第六导电板与所述第二导电板相对平行，组成第三平板电容器，所述第二导电板与所述第六导电板分别通过所述第二导电通道和所述第四导电通道与所述电压输入组件和所述电容测试装置连通，所述第八导电板与所述第四导电板相对平行。

3.根据权利要求2所述的电池隔膜机械强度的测试装置，其特征在于，当所述中绝缘板的数量为多块时，多块所述中绝缘板层叠平行摆放，在多块所述中绝缘板相向平行的面上，所述第五导电板与所述第六导电板相向平行，组成第四平板电容器，所述第五导电板与所述第六导电板分别通过所述第三导电通道和所述第四导电通道与所述电压输入组件和所述电容测试装置连通，所述第七导电板与所述第八导电板相向平行。

4.根据权利要求1所述的电池隔膜机械强度的测试装置，其特征在于，所述压力输入组件包括压力输送器、压力传感器和固定座，所述上绝缘板与所述下绝缘板设置在所述压力输送器与所述固定座之间，所述压力输送器用于输入压力，所述压力输送器与所述固定座分别用于固定所述上绝缘板与所述下绝缘板的其中一块，所述压力传感器设置在所述上绝缘板和/或所述下绝缘板相背离的面上，且位于所述压力输送器与所述固定座之间。

5.根据权利要求4所述的电池隔膜机械强度的测试装置，其特征在于，所述压力输入组件还包括弹性垫片，所述弹性垫片设有多个，并分别位于所述上绝缘板和所述下绝缘板相背离的面上，所述压力传感器位于所述弹性垫片和所述压力输送器和/或所述弹性垫片与所述固定座之间。

6.根据权利要求1所述的电池隔膜机械强度的测试装置，其特征在于，所述上绝缘板、所述下绝缘板的材质为有机玻璃板或高分子板。

7.根据权利要求1所述的电池隔膜机械强度的测试装置，其特征在于，所述第一导电板、第二导电板、第三导电板、第四导电板的材质为金属板，所述金属板为铜板。

8.根据权利要求1所述的电池隔膜机械强度的测试装置，其特征在于，还包括保护外壳，所述保护外壳罩在所述压力输入组件和所述电容测试组件的外部。

9.一种电池隔膜机械强度的测试方法，应用于权利要求1-8任一项所述的电池隔膜机械强度的测试装置之中，其特征在于，平板电容器包括所述第一平板电容器、第二平板电容器、第三平板电容器与第四平板电容器，包括：

通过压力输送器持续输入压力，同时通过压力传感器记录当前压力；

通过所述输入压力压缩所述电池隔膜的厚度，同时缩短所述平板电容器的极板间距；

通过所述电容测试装置检测所述平板电容器的当前电容；

通过所述当前电容计算出所述平板电容器的当前极板间距，所述当前极板间距即为所述电池隔膜的当前厚度；

通过对所述当前压力转换成压强，并与所述当前厚度进行乘幂函数拟合，得出所述电池隔膜的机械强度。

10.根据权利要求9所述的电池隔膜机械强度的测试方法，其特征在于，在所述通过所述压力输送器持续输入压力的步骤之前，包括：

检测所述平板电容器的电容数值是否稳定；

若稳定，则进入所述通过所述压力输送器持续输入压力的步骤。

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