CN109738425A - 一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法，该方法操作便捷且实施难度小，其通过截取、垂直浸润等步骤对电池隔膜进行测试，该方法与传统的浸渍法相比，垂直检测运用微孔隔膜的毛细现象，吸收电解液，避免了浸渍方法因为滤纸吸收时间的不确定性影响实验结果，而且，在测试溶液中添加惰性显色剂，可以直观观察不同样本之间的显著差异，提高隔膜测试的时效性，再者，该方法加入了干燥步骤并采用干燥后隔膜样本进行计算，可去除测试溶液中锂盐对隔膜样本的影响，从而可更精确地计算电池隔膜的保液量，进而提高隔膜测试的准确性。

Description

一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法

技术领域

本发明涉及电池隔膜的技术领域，尤其涉及一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法。

背景技术

隔膜作为液态锂离子二次电池的重要组成部分，其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高锂离子电池的综合性能具有重要的作用。

电池的离子电导率是影响电池性能的最重要因素之一，离子电导率高，说明电解液中导电离子浓度高，电池传导电流的能力也就越强。隔膜较好的浸润性有利于隔膜同电解液之间的亲和，扩大隔膜与电解液的接触面，从而增加离子导电性。隔膜的浸润性不好会增加隔膜和电池的电阻，影响电池的循环性能和充放电效率。

其中，浸润性可由隔膜的吸液率来表征，一定程度上反映了隔膜孔结构的优劣。吸液速率越高，说明隔膜有较高的孔隙率和较好的浸润性，而且单位体积内吸收电解液的量越高，电池的离子电导率也就越高，进而电池的充放电性能也会更好。因此测试电池隔膜的吸液率和吸液量，对于其实际应用有极其重要的意义。

目前，检测电池隔膜吸液速率和保液量方法一般是采用浸渍法，其主要是通过将隔膜试样水平地沉浸到电解液中，并记录试样吸收电解液达到饱和状态的时间，最后经过称量和计算得到吸液速率和保液量。可见，现有的检测方法存在缺陷，检测过程无法快速和醒目的对比试样之间的差异，严重影响了检测结果的准确性和时效性。

因此，如何寻找一种可以快速且准确的检测电池隔膜吸液速率和保液量的方法，已成为本领域技术人员的重要研究课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法，以解决现有电池隔膜检测方式因检测过程无法快速和醒目的对比试样之间的差异而影响检测结果的准确性和时效性的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法，包括：

将待测试的电池隔膜截取为预设形状，得到隔膜试样；

将所述隔膜试样垂直悬挂，并分别在所述隔膜试样的下部和上部划线标记，记作L1和L2；

往浸润容器注入浸润液和惰性显色剂并充分搅拌，得到测试溶剂；

将垂直悬挂设置的所述隔膜试样下降，直至所述隔膜试样的底端接触到所述测试溶液，静置所述隔膜试样并记录所述测试溶液爬升至L2所需的时间T；

待所述隔膜试样吸收所述测试溶液至饱和状态后，将所述隔膜试样取下并截取L1和L2之间的部分，得到浸润试样，并对所述浸润试样进行称重，重量记录为M0；

对所述浸润试样真空干燥2～4H，得到干燥试样，并对所述干燥试样进行称重，重量记录为M1；

分别根据公式V＝(L2-L1)/T和公式N＝(M0-M1)/[(L2-L1)*W]，计算得到电池隔膜的吸液速率V和保液量N，W为所述隔膜试样的宽度。

可选的，所述往浸润容器注入浸润液和惰性显色剂并充分搅拌，得到测试溶剂，具体为：

在预设的温度、气压环境下，往浸润容器注入浸润液和惰性显色剂并充分搅拌，得到测试溶剂；

其中，所述测试溶剂的惰性显色剂为3％～5％，所述浸润液为电解液或酒精或能被电池隔膜吸收的有机溶剂。

可选的，所述将垂直悬挂设置的所述隔膜试样下降，直至所述隔膜试样的底端接触到所述测试溶液，静置所述隔膜试样并记录所述测试溶液爬升至L2所需的时间T，具体为：

将垂直悬挂设置的所述隔膜试样下降，直至隔膜试样的底端和下部标记线之间的部分沉浸到测试溶液中；

静置所述隔膜试样并记录所述测试溶液爬升至L2所需的时间T。

可选的，所述对所述浸润试样真空干燥2～4H，得到干燥试样，并对所述干燥试样进行称重，重量记录为M1，具体为：

在室温为23～27度的真空环境下，对所述浸润试样真空干燥2～4H，得到干燥试样，并对所述干燥试样进行称重，重量记录为M1。

可选的，所述隔膜试样的下部标记线到所述隔膜试样的底部边缘的距离L1为10～20mm。

可选的，所述预设形状为矩形。

可选的，所述温度为23～27度。

可选的，所述气压为101.1～101.5kPa。

可选的，所述浸润液为电解液或酒精或能被电池隔膜吸收的有机溶剂。

可选的，所述有机溶剂为正十六烷、二碘甲烷、环己烷、石油醚、己烷、甘油、甲酰胺、甲醇、异丙醇、正丁醇、乙醚、甲苯二氯甲烷中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法，该方法操作便捷且实施难度小，其通过截取、垂直浸润等步骤对电池隔膜进行测试，该方法与传统的浸渍法相比，垂直检测运用微孔隔膜的毛细现象，吸收电解液，避免了浸渍方法因为滤纸吸收时间的不确定性影响实验结果，而且，在测试溶液中添加惰性显色剂，可以直观观察不同样本之间的显著差异，提高隔膜测试的时效性，再者，该方法加入了干燥步骤并采用干燥后隔膜样本进行计算，可去除测试溶液中锂盐对隔膜样本的影响，从而可更精确地计算电池隔膜的保液量，进而提高隔膜测试的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实施例中的一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法的流程图；

图2为本实施例中的一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法的具体流程图之一；

图3为本实施例中的一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法的具体流程图之二。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

请参阅图1，该图示为本实施例提供了一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法的流程图，该方法包括以下步骤：

S101：将待测试的电池隔膜截取为预设形状，得到隔膜试样；

所述预设形状为矩形或梯形，具体的面积大小由样品尺寸确定，而本实施例的隔膜试样的为矩形，其长度L为150～300mm，其宽度为70～150mm；

S102：将所述隔膜试样垂直悬挂，并分别在所述隔膜试样的下部和上部划线标记，记作L1和L2；具体的，本实施例中可通过在隔膜试样的底部设置一个5～30g的玻璃棒，隔膜试样被玻璃棒拉扯保持垂直于地面的状态；

具体的，将所述隔膜试样垂直悬挂在浸润器的上方；划线标记均为平衡于地面的横线，L1表示隔膜试样下部标记线到隔膜试样底部边缘的距离，L2表示隔膜试样上部标记线到隔膜试样底部边缘的距离；

S103：往浸润容器注入浸润液和惰性显色剂并充分搅拌，得到测试溶剂；具体的，在本实施例中，该浸润液为电解液；

进一步的，在实际操作中，步骤S103可在步骤S101、S102之前执行，其顺序的调换不影响本实施例的测试结果；

S104：将垂直悬挂设置的所述隔膜试样下降，直至所述隔膜试样的底端接触到所述测试溶液，静置所述隔膜试样并记录所述测试溶液爬升至L2所需的时间T；

具体的，计时可通过秒表进行计时，也可以采用相关计时设备进行计时；垂直检测运用微孔隔膜的毛细现象，吸收电解液，避免了浸渍方法因为滤纸吸收时间的不确定性影响实验结果；

S105：待所述隔膜试样吸收所述测试溶液至饱和状态后，将所述隔膜试样取下并截取L1和L2之间的部分，得到浸润试样，并对所述浸润试样进行称重，重量记录为M0；

具体的，对隔膜试样再次进行截取，可保证后续用于测试的部分均是处于吸收饱和状态的隔膜部分，避免隔膜试样顶部因存在吸收不充分而影响测试样本存在差异，从而保证测试的一致性；

S106：对所述浸润试样真空干燥2～4H，得到干燥试样，并对所述干燥试样进行称重，重量记录为M1；

具体的，干燥步骤可通过相应的烘干设备实现，利用烘干设备进行干燥，可加速测试进程，进一步提高测试工作的效率；

S107：分别根据公式V＝(L2-L1)/T和公式N＝(M0-M1)/[(L2-L1)*W]，计算得到电池隔膜的吸液速率V和保液量N，W为所述隔膜试样的宽度。

具体的，将步骤S107之前的步骤得到的L1、L2、M0、M1代入公式，计算得到电池隔膜的吸液速率和保液量。

可见，本实施例提供了一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法，该方法操作便捷且实施难度小，其通过截取、垂直浸润等步骤对电池隔膜进行测试，该方法与传统的浸渍法相比，垂直检测运用微孔隔膜的毛细现象，吸收电解液，避免了浸渍方法因为滤纸吸收时间的不确定性影响实验结果，而且，在测试溶液中添加惰性显色剂，可以直观观察不同样本之间的显著差异，提高隔膜测试的时效性，再者，该方法加入了干燥步骤并采用干燥后隔膜样本进行计算，可去除测试溶液中锂盐对隔膜样本的影响，从而可更精确地计算电池隔膜的保液量，进而提高隔膜测试的准确性。

实施例二

请参阅图2，该图示为本实施例提供了一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法的具体流程图之一，该方法包括以下步骤：

S201：将待测试的电池隔膜截取为预设形状，得到隔膜试样；

所述预设形状为矩形或梯形，具体的面积大小由样品尺寸确定，而本实施例的隔膜试样的为矩形，其长度L为100～200mm，其宽度为50～100mm；

S202：将所述隔膜试样垂直悬挂，并分别在所述隔膜试样的下部和上部划线标记，记作L1和L2；

具体的，将所述隔膜试样垂直悬挂在浸润器的上方；划线标记均为平衡于地面的横线，L1表示隔膜试样下部标记线到隔膜试样底部边缘的距离，L2表示隔膜试样上部标记线到隔膜试样底部边缘的距离；

S203：在预设的温度、气压环境下，往浸润容器注入浸润液和惰性显色剂并充分搅拌，得到测试溶剂；

其中，所述测试溶剂的惰性显色剂为3％～5％，所述浸润液为电解液或酒精或能被电池隔膜吸收的有机溶剂。

该预设温度为25度，预设气压为101kPa；该有机溶剂可为正十六烷、二碘甲烷、环己烷、石油醚、己烷、甘油、甲酰胺、甲醇、异丙醇、正丁醇、乙醚、甲苯二氯甲烷中的一种或多种；具体的，在本实施例中，该浸润液为电解液；

进一步的，在实际操作中，步骤S203可在步骤S201、S202之前执行，其顺序的调换不影响本实施例的测试结果；

S204：将垂直悬挂设置的所述隔膜试样下降，直至所述隔膜试样的底端接触到所述测试溶液，静置所述隔膜试样并记录所述测试溶液爬升至L2所需的时间T；

S205：待所述隔膜试样吸收所述测试溶液至饱和状态后，将所述隔膜试样取下并截取L1和L2之间的部分，得到浸润试样，并对所述浸润试样进行称重，重量记录为M0；

S206：对所述浸润试样真空干燥3H，得到干燥试样，并对所述干燥试样进行称重，重量记录为M1；

S207：分别根据公式V＝(L2-L1)/T和公式N＝(M0-M1)/[(L2-L1)*W]，计算得到电池隔膜的吸液速率V和保液量N，W为所述隔膜试样的宽度。

具体的，将步骤S107之前的步骤得到的L1、L2、M0、M1代入公式，计算得到电池隔膜的吸液速率和保液量；

本实施例提供了一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法，该方法操作便捷且实施难度小，其通过截取、垂直浸润等步骤对电池隔膜进行测试，该方法与传统的浸渍法相比，垂直检测运用微孔隔膜的毛细现象，吸收电解液，避免了浸渍方法因为滤纸吸收时间的不确定性影响实验结果，而且，在测试溶液中添加惰性显色剂，可以直观观察不同样本之间的显著差异，提高隔膜测试的时效性，再者，该方法加入了干燥步骤并采用干燥后隔膜样本进行计算，可去除测试溶液中锂盐对隔膜样本的影响，从而可更精确地计算电池隔膜的保液量，进而提高隔膜测试的准确性。

实施例三

请参阅图3，该图示为本实施例提供了一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法的具体流程图之二，该方法包括以下步骤：

S301：将待测试的电池隔膜截取为预设形状，得到隔膜试样；

所述预设形状为矩形或梯形，具体的面积大小由样品尺寸确定，而本实施例的隔膜试样的为矩形，其长度L为100～200mm，其宽度为50～100mm；

S302：将所述隔膜试样垂直悬挂，并分别在所述隔膜试样的下部和上部划线标记，记作L1和L2；

具体的，将所述隔膜试样垂直悬挂在浸润器的上方；划线标记均为平衡于地面的横线，L1表示隔膜试样下部标记线到隔膜试样底部边缘的距离，L2表示隔膜试样上部标记线到隔膜试样底部边缘的距离；具体的，所述隔膜试样的下部标记线到所述隔膜试样的底部边缘的距离L1为10～20mm；

S303：在预设的温度、气压环境下，往浸润容器注入浸润液和惰性显色剂并充分搅拌，得到测试溶剂；

其中，所述测试溶剂的惰性显色剂为3％～5％，所述浸润液为电解液或酒精或能被电池隔膜吸收的有机溶剂。

该有机溶剂可为正十六烷、二碘甲烷、环己烷、石油醚、己烷、甘油、甲酰胺、甲醇、异丙醇、正丁醇、乙醚、甲苯二氯甲烷中的一种或多种；具体的，在本实施例中，该浸润液为电解液；

进一步的，在实际操作中，步骤S103可在步骤S101、S102之前执行，其顺序的调换不影响本实施例的测试结果；

S304：在预设的温度、气压环境下，将垂直悬挂设置的所述隔膜试样下降，直至隔膜试样的底端和下部标记线之间的部分沉浸到测试溶液中；

S305：静置所述隔膜试样并记录所述测试溶液爬升至L2所需的时间T；

S306：在预设的温度、气压环境下，待所述隔膜试样吸收所述测试溶液至饱和状态后，将所述隔膜试样取下并截取L1和L2之间的部分，得到浸润试样，并对所述浸润试样进行称重，重量记录为M0；

具体的，在步骤S303、S304、S305、S306中，预设温度为25度，预设气压为101.3kPa；

S307：在室温为23～27度的真空环境下，对所述浸润试样真空干燥3.5H，得到干燥试样，并对所述干燥试样进行称重，重量记录为M1；

具体的，干燥步骤可通过相应的烘干设备实现，利用烘干设备进行干燥，可加速测试进程，进一步提高测试工作的效率；

S308：分别根据公式V＝(L2-L1)/T和公式N＝(M0-M1)/[(L2-L1)*W]，计算得到电池隔膜的吸液速率V和保液量N，W为所述隔膜试样的宽度。

具体的，将步骤S107之前的步骤得到的L1、L2、M0、M1代入公式，计算得到电池隔膜的吸液速率和保液量；

本实施例提供了一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法，该方法操作便捷且实施难度小，其通过截取、垂直浸润等步骤对电池隔膜进行测试，该方法与传统的浸渍法相比，垂直检测运用微孔隔膜的毛细现象，吸收电解液，避免了浸渍方法因为滤纸吸收时间的不确定性影响实验结果，而且，在测试溶液中添加惰性显色剂，可以直观观察不同样本之间的显著差异，提高隔膜测试的时效性，再者，该方法加入了干燥步骤并采用干燥后隔膜样本进行计算，可去除测试溶液中锂盐对隔膜样本的影响，从而可更精确地计算电池隔膜的保液量，进而提高隔膜测试的准确性。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于检测电池隔膜吸液速率和保液量的垂直检测方法，其特征在于，包括：

将待测试的电池隔膜截取为预设形状，得到隔膜试样；

将所述隔膜试样垂直悬挂，并分别在所述隔膜试样的下部和上部划线标记，记作L1和L2；

往浸润容器注入浸润液和惰性显色剂并充分搅拌，得到测试溶剂；

将垂直悬挂设置的所述隔膜试样下降，直至所述隔膜试样的底端接触到所述测试溶液，静置所述隔膜试样并记录所述测试溶液爬升至L2所需的时间T；

待所述隔膜试样吸收所述测试溶液至饱和状态后，将所述隔膜试样取下并截取L1和L2之间的部分，得到浸润试样，并对所述浸润试样进行称重，重量记录为M0；

对所述浸润试样真空干燥2～4H，得到干燥试样，并对所述干燥试样进行称重，重量记录为M1；

分别根据公式V＝(L2-L1)/T和公式N＝(M0-M1)/[(L2-L1)*W]，计算得到电池隔膜的吸液速率V和保液量N，W为所述隔膜试样的宽度。

2.根据权利要求1所述的垂直检测方法，其特征在于，所述往浸润容器注入浸润液和惰性显色剂并充分搅拌，得到测试溶剂，具体为：

在预设的温度、气压环境下，往浸润容器注入浸润液和惰性显色剂并充分搅拌，得到测试溶剂；

其中，所述测试溶剂的惰性显色剂为3％～5％。

3.根据权利要求1所述的垂直检测方法，其特征在于，所述将垂直悬挂设置的所述隔膜试样下降，直至所述隔膜试样的底端接触到所述测试溶液，静置所述隔膜试样并记录所述测试溶液爬升至L2所需的时间T，具体为：

将垂直悬挂设置的所述隔膜试样下降，直至隔膜试样的底端和下部标记线之间的部分沉浸到测试溶液中；

静置所述隔膜试样并记录所述测试溶液爬升至L2所需的时间T。

4.根据权利要求1所述的垂直检测方法，其特征在于，所述对所述浸润试样真空干燥2～4H，得到干燥试样，并对所述干燥试样进行称重，重量记录为M1，具体为：

在室温为23～27度的真空环境下，对所述浸润试样真空干燥2～4H，得到干燥试样，并对所述干燥试样进行称重，重量记录为M1。

5.根据权利要求1所述的垂直检测方法，其特征在于，所述隔膜试样的下部标记线到所述隔膜试样的底部边缘的距离L1为10～20mm。

6.根据权利要求1所述的垂直检测方法，其特征在于，所述预设形状为矩形。

7.根据权利要求2所述的垂直检测方法，其特征在于，所述温度为23～27度。

8.根据权利要求2所述的垂直检测方法，其特征在于，所述气压为101.1～101.5kPa。

9.根据权利要求2所述的垂直检测方法，其特征在于，所述浸润液为电解液或酒精或能被电池隔膜吸收的有机溶剂。

10.根据权利要求9所述的垂直检测方法，其特征在于，所述有机溶剂为正十六烷、二碘甲烷、环己烷、石油醚、己烷、甘油、甲酰胺、甲醇、异丙醇、正丁醇、乙醚、甲苯二氯甲烷中的一种或多种。