CN109738281A - 用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具及其试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具及其试验方法，涉及能源、锂离子电池隔膜压缩性能测试领域。所述夹具包括压头以及与压头形状和尺寸相匹配的压槽；所述压头包括圆柱体，圆柱体上端面中心设置有用于装夹在拉伸压缩试验机上的第一固定翅；所述压槽包括柱状凹槽，柱状凹槽的底部下端面中心处设置有用于装夹在拉伸压缩试验机上的第二固定翅；所述压头的圆柱体嵌入置有锂离子电池隔膜的柱状凹槽内。试验方法包括放置试样、滴加电解液和进行压缩等步骤。本发明提供的夹具以及试验方法适用于锂离子电池隔膜浸润在电解液中的压缩性能的测试，有利于研究真实环境中隔膜的压缩力学行为。

Description

用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具及其试验方法
技术领域
本发明属于压缩性能测试领域，涉及锂离子电池隔膜湿态压缩性能领域，具体涉及一种用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具及其试验方法。
背景技术
锂离子电池作为当下流行的能源装置，其重要组成之一的隔膜对电池使用的安全有关键的作用。隔膜在正负极之间，承受压力，并长期浸润在电解液中，所以隔膜的湿态压缩性能是十分重要的。但是目前大部分研究都是针对锂离子电池干态隔膜的拉伸与压缩性能进行研究，缺乏对隔膜浸润电解液，即湿态压缩性能的研究。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具及其试验方法。设计了一种适用于测试薄膜湿态压缩性能的夹具，特点是充分考虑了液体的存在，考虑了如何在压缩过程中合理地排放液体，以免对实验结果造成干扰。
本发明的目的可以通过如下技术方案实现。
一种用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具，包括：压头以及与压头形状和尺寸相匹配的压槽；
所述压头包括圆柱体，圆柱体上端面中心设置有用于装夹在拉伸压缩试验机上的第一固定翅；
所述压槽包括柱状凹槽，柱状凹槽的底部下端面中心处设置有用于装夹在拉伸压缩试验机上的第二固定翅；
所述压头嵌入置有锂离子电池隔膜的柱状凹槽内。
优选地，所述柱状凹槽的柱壁内侧上分布有用于压头下压时排出空气的竖直沟槽。
优选地，所述柱状凹槽的柱壁最底端分布有出液槽，用于当压缩进行时电解液液体的挤出排放。
优选地，在所述柱状凹槽的柱壁底部外侧环设储液槽，当压缩进行时排放的电解液通过柱状凹槽柱壁上的出液槽引入储液槽内。
优选地，所述柱状凹槽的柱壁内侧上均匀分布4根竖直沟槽。
优选地，所述柱状凹槽的柱壁最底端均匀分布的4个出液槽，所述出液槽的槽型包括圆形、椭圆形及多边形中的至少一种。
优选地，所述储液槽的槽型为连续的圆环槽，用于暂时储存进行压缩试验时被排挤出的电解液，需要用吸管将之吸走并进行妥善处理。
本发明还提供了一种用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具的试验方法，包括以下步骤：
1）将压头与压槽分别装夹在拉伸-压缩试验机的夹紧夹具上，并进行对准；
2）将与柱状凹槽尺寸相匹配的锂离子电池隔膜放置于柱状凹槽内；
3）向柱状凹槽内注入锂离子电池电解液，确保隔膜被电解液浸润；
4）对隔膜进行预压紧，以排出隔膜层间的空气，然后开始压缩试验；
5）试验结束后，排出储液槽的电解液。
优选地，步骤2）中所述锂离子电池隔膜的层数为30-50。
优选地，步骤3）中锂离子电池电解液为LiPF6 /EC+DMC+DEC，其中LiPF6 的浓度为1mol/L ，溶剂EC、DMC和DEC 三者的体积比为1：1：1。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、考虑了电解液的存在对隔膜压缩性能的影响；
2、设计沟槽，考虑了电解液在压缩过程中的排放；
3、本发明提供了一种用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具及其试验方法。
附图说明
图1是隔膜湿态压缩夹具示意图；
图2是夹具中的压头；
图3是夹具中的压槽。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例：
本实施例提供了一种用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具及其试验方法。
如附图1所示，所述夹具包括以下组成：压头1及压头形状和尺寸相匹配的压槽2。
其中，如附图2所示，压头2包括一个圆柱体3；圆柱体3上端面中心设置第一固定翅4，用于装夹在拉伸压缩试验机上。
如附图3所示，压槽2包括柱状凹槽5，柱状凹槽5的底部下端面中心处设置有用于装夹在拉伸压缩试验机上的第二固定翅6，用于装夹在拉伸压缩试验机上；柱状凹槽5的柱壁内侧上均匀分布有4个用于压头下压时排出空气的竖直沟槽7，用于压头下压时排出空气；柱状凹槽5的柱壁最底端均匀分布有4个四边形出液槽8，用于当压缩进行时电解液液体的挤出排放；柱状凹槽5的柱壁底部外侧环设储液槽9，当压缩进行时排放的电解液通过柱状凹槽5柱壁上的出液槽8引入储液槽9内，用于暂时储存进行压缩试验时被排挤出的电解液，需要用吸管将之吸走并进行妥善处理。
所述试验方法包括以下步骤：
1）将压头1与压槽2分别装夹在拉伸-压缩试验机上，并进行对准；
2）将与柱状凹槽5尺寸相匹配的40层锂离子电池隔膜试样放置于柱状凹槽5内；
3）向柱状凹槽5内注入锂离子电池电解液LiPF6 /EC+DMC+DEC，其中LiPF6 的浓度为1mol/L ，溶剂EC、DMC和DEC 三者的体积比为1：1：1，确保隔膜被电解液浸润；
4）对隔膜试样进行预压紧，以排出隔膜试样层间的空气，然后开始压缩试验；
5）试验结束后，排出储液槽9的电解液。
以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利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专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具，其特征在于包括：压头（1）以及与压头形状和尺寸相匹配的压槽（2）；
所述压头（1）包括圆柱体（3），圆柱体（3）上端面中心设置有用于装夹在拉伸压缩试验机上的第一固定翅（4）；
所述压槽（2）包括柱状凹槽（5），柱状凹槽（5）的底部下端面中心处设置有用于装夹在拉伸压缩试验机上的第二固定翅（6）；
所述压头（1）的圆柱体（3）嵌入置有锂离子电池隔膜的柱状凹槽（5）内。
2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具，其特征在于，所述柱状凹槽（5）的柱壁内侧上分布有用于压头下压时排出空气的竖直沟槽（7）。
3.根据权利要求1所述的用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具，其特征在于，所述柱状凹槽（5）的柱壁最底端分布有出液槽（8），用于当压缩进行时电解液的挤出排放。
4.根据权利要求1所述的用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具，其特征在于，在所述柱状凹槽（5）的柱壁底部外侧环设储液槽（9），当压缩进行时排放的电解液通过柱状凹槽（5）柱壁上的出液槽（8）引入储液槽（9）内。
5.根据权利要求2所述的用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具，其特征在于，所述柱状凹槽（5）的柱壁内侧上均匀分布4根竖直沟槽（7）。
6.根据权利要求3所述的用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具，其特征在于，所述柱状凹槽（5）的柱壁最底端均匀分布4个出液槽（8），所述出液槽（8）的槽型包括圆形、椭圆形、及多边形中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具，其特征在于，所述储液槽（9）的槽型为连续的圆环槽。
8.一种利用根据权利要求1所述的用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将压头（1）与压槽（2）分别装夹在拉伸-压缩试验机上，并进行对准；
2）将与柱状凹槽（5）尺寸相匹配的锂离子电池隔膜放置于柱状凹槽（5）内；
3）向柱状凹槽（5）内注入锂离子电池电解液，确保所述隔膜被电解液浸润；
4）对隔膜进行预压紧，以排出隔膜层间的空气，然后开始压缩试验；
5）试验结束后，排出储液槽（9）的电解液。
9.根据权利要求8所述的利用用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具的试验方法，其特征在于，步骤2）中所述锂离子电池隔膜的层数为30-50。
10.根据权利要求8所述的利用用于锂离子电池隔膜湿态压缩试验的夹具的试验方法，其特征在于，步骤3）中锂离子电池电解液为LiPF6 /EC+DMC+DEC，其中LiPF6 的浓度为1mol/L ，溶剂EC、DMC和DEC 三者的体积比为1：1：1。
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