CN110455642A - 一种电池极片柔韧性测试工装及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于电池生产技术领域的电池极片柔韧性测试工装，本发明还涉及一种电池极片柔韧性测试方法，所述的电池极片柔韧性测试工装的工装底板(1)上设置滑槽(5)，侧板Ⅰ(3)通过螺钉Ⅰ卡装在滑槽(5)内，侧板Ⅱ(4)通过螺钉Ⅱ卡装在滑槽(5)内，主板(2)与工装底板(1)连接，主板(2)上设置定位柱(6)，侧板Ⅰ(3)和侧板Ⅱ(4)之间设置压片杆(7)，侧板Ⅰ(3)或侧板Ⅱ(4)内侧面设置刻度尺(8)，本发明的电池极片柔韧性测试工装及电池极片柔韧性测试方法，能够方便快捷的测出极片的下垂高度，通过下垂高度量化判断极片柔韧性的大小，提前判断极片是否能通过辊压和卷绕，为电芯顺利生产提供支持。
Description
技术领域
本发明属于电池生产技术领域，更具体地说，是涉及一种电池极片柔韧性测试工装，本发明还涉及一种电池极片柔韧性测试方法。
背景技术
在锂离子电池极片生产过程中，为了追求高压实、低阻抗等新功能，往往会在电池浆料中添加一些新型导电剂、粘结剂或功能添加剂。这会导致极片刚性较强，脆性较大，也导致极片过软。脆性较大的极片在辊压过程中比较容易断带或掉粉。在极片卷绕过程中，内卷极片由于应力较大，也容易产生打皱，断裂或掉粉。过软的极片在辊压过程中存在粘辊的问题，导致极片大量报废。因此，对极片的柔韧性进行测试具有非常重要的意义。锂离子电池极片的柔韧性对极片能否进行顺利的辊压和卷绕有直接影响。目前关于极片的柔韧性检测方法还比较匮乏，往往只能通过极片生产后期出现各种问题后才能判断极片的柔韧性不满足要求。即使有一些表征手段，但大多还是直接通过徒手卷绕进行检测，具有较大的主观性，测试不规范。也一些专利也提出用一些工装设备来进行定量检测，但工装相对比较复杂，操作不便。不能及时准确的判断极片柔韧性是否满足生产需求，会严重影响生产效率并造成经济损失。尽管也有一些专利提出了一些新的测试方法，但仍然存在很大问题。如测试方法复杂，操作不便；如不能定量分析，存在主观判断；或如工装设计复杂，测量范围有限。无法满足要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单，针对不同尺寸和不同韧性的极片，能够方便快捷的测出极片的下垂高度，通过下垂高度量化判断极片柔韧性的大小，从而提前判断极片是否能通过辊压和卷绕，为电芯顺利生产提供支持，有效降低极片在卷绕过程中存在的安全风险，提高电芯的良品率的电池极片柔韧性测试工装。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种电池极片柔韧性测试工装，所述的电池极片柔韧性测试工装包括工装底板、主板、侧板Ⅰ、侧板Ⅱ,所述的工装底板上设置滑槽，侧板Ⅰ通过螺钉Ⅰ活动卡装在滑槽内，侧板Ⅱ通过螺钉Ⅱ活动卡装在滑槽内，所述的主板与工装底板连接，主板上设置定位柱，侧板Ⅰ和侧板Ⅱ之间设置压片杆，所述侧板Ⅰ或侧板Ⅱ内侧面设置垂直布置的刻度尺。
所述的侧板Ⅰ上设置长孔Ⅰ，长孔Ⅰ垂直布置，侧板Ⅱ上设置长孔Ⅱ，长孔Ⅱ垂直布置，压片杆一端活动插装在长孔Ⅰ内，压片杆另一端活动插装在长孔Ⅱ内。
所述的电池极片柔韧性测试工装包括多个直径尺寸不同的定位柱，主板上设置多个直径尺寸不同的定位孔，每个定位柱设置为能够插装在一个对应的定位孔内的结构。
所述的工装底板上设置多道按间隙布置的滑槽，多道滑槽之间平行布置，侧板Ⅰ底面设置与滑槽数量和位置一一对应的螺孔Ⅰ，侧板Ⅱ底面设置与滑槽数量和位置一一对应的螺孔Ⅱ。
所述的主板下端与工装底板一侧侧面固定连接。
所述侧板Ⅰ和侧板Ⅱ分别与工装底板垂直布置。
所述的定位柱为不锈钢材料制成。
本发明还涉及一种电池极片柔韧性测试方法，所述的电池极片柔韧性测试方法的测试步骤为：1)选取同一批次的电池极片，裁取为相同尺寸的长条形待测试极片；2)将定位柱插装到定位孔内，将待测试极片放置在定位柱上方，待测试极片一侧抵靠在侧板Ⅰ上，待测试极片另一侧抵靠在侧板Ⅱ上；3)压片杆压靠在待测试极片上方，待测试极片位于压片杆和定位柱之间；4)移动侧板Ⅰ和侧板Ⅱ，使得侧板Ⅰ和侧板Ⅱ向相互靠近方向移动，待测试极片与设置刻度尺的一个侧板相交的位置对应的刻度值即为待测试极片的下垂高度值；5)下垂高度值越大，即表明待测试极片的柔韧性越好。
对待测试极片进行柔韧性测试时，依次测试3-5片待测试极片，分别获得下垂高度值，取上述下垂高度值的平均值。
对待测试极片进行柔韧性测试时，将待测试极片的中间部分放置在定位柱上，保证待测试极片在定位柱两侧长度相同。
采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
本发明所述的电池极片柔韧性测试工装及电池极片柔韧性测试方法，使用方便，测试可靠性高，同时能够适用于不同尺寸及厚度的极片的柔韧性的测试，便于极片生产加工。工会底板用于活动设置侧板Ⅰ、侧板Ⅱ,侧板Ⅰ、侧板Ⅱ能够相对于底板滑动，实现向相互靠近方向移动或向相互远离方向移动。而主板用于设置定位柱，侧板Ⅰ、侧板Ⅱ设置压片杆，这样，一方面，能够通过压片杆和定位柱配合，实现待测试极片中间定位，另一方面，侧板Ⅰ、侧板Ⅱ相对于工装底板滑动，能够施力在待测试极片两侧，从而推动待测试极片变形，待测试极片端部相对于侧板Ⅰ、侧板Ⅱ滑动，而刻度尺的设置，能够看出待测试极片滑动的距离，即下垂高度值，据此判断极片柔韧性。进行测试时，测试步骤是，选取同一批次的电池极片，裁取为相同尺寸的长条形待测试极片；将定位柱插装到定位孔内，将待测试极片放置在定位柱上方，待测试极片一侧抵靠在侧板Ⅰ上，待测试极片另一侧抵靠在侧板Ⅱ上；压片杆压靠在待测试极片上方，待测试极片位于压片杆和定位柱之间；移动侧板Ⅰ和侧板Ⅱ，使得侧板Ⅰ和侧板Ⅱ向相互靠近方向移动，待测试极片与设置刻度尺的一个侧板相交的位置对应的刻度值即为待测试极片的下垂高度值；下垂高度值越大，即表明待测试极片的柔韧性越好。本发明所述的电池极片柔韧性测试工装及电池极片柔韧性测试方法，工装结构简单，测试方法步骤简单，成本低，使用便捷可靠，针对不同尺寸和不同韧性的极片，能够方便快捷的测出极片的下垂高度，通过下垂高度量化判断极片柔韧性的大小，从而提前判断极片是否能通过辊压和卷绕，为电芯顺利生产提供支持，有效降低极片在卷绕过程中存在的安全风险，提高电芯的良品率。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
图1为本发明所述的电池极片柔韧性测试工装的结构示意图；
图2为本发明所述的电池极片柔韧性测试工装进行测试时的结构示意图；
图3为本发明所述的电池极片柔韧性测试工装进行测试时侧板Ⅰ和侧板Ⅱ处于滑动过程中的结构示意图；
附图中标记分别为：1、工装底板；2、主板；3、侧板Ⅰ；4、侧板Ⅱ；5、滑槽；6、定位柱；7、压片杆；8、刻度尺；9、长孔Ⅰ；10、长孔Ⅱ；11、定位孔；12、待测试极片。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
如附图1-附图3所示，本发明为一种电池极片柔韧性测试工装，所述的电池极片柔韧性测试工装包括工装底板1、主板2、侧板Ⅰ3、侧板Ⅱ4,所述的工装底板1上设置滑槽5，侧板Ⅰ3通过螺钉Ⅰ活动卡装在滑槽5内，侧板Ⅱ4通过螺钉Ⅱ活动卡装在滑槽5内，所述的主板2与工装底板1连接，主板2上设置定位柱6，侧板Ⅰ3和侧板Ⅱ4之间设置压片杆7，所述侧板Ⅰ3或侧板Ⅱ4内侧面设置垂直布置的刻度尺8。侧板Ⅰ3或侧板Ⅱ4上设置的板刻度尺，用来定量测量极片的下垂高度。上述结构，制造成本低，使用方便，测试可靠性高，同时能够适用于不同尺寸及厚度的极片的柔韧性的测试，便于极片生产加工。工会底板用于活动设置侧板Ⅰ3、侧板Ⅱ4,侧板Ⅰ3、侧板Ⅱ4能够相对于底板滑动，实现向相互靠近方向移动或向相互远离方向移动。而主板用于设置定位柱，侧板Ⅰ3、侧板Ⅱ4设置压片杆，这样，一方面，能够通过压片杆和定位柱配合，实现待测试极片中间定位，另一方面，侧板Ⅰ3、侧板Ⅱ4相对于工装底板滑动，能够施力在待测试极片两侧，从而推动待测试极片变形，待测试极片端部相对于侧板Ⅰ3、侧板Ⅱ4滑动，而刻度尺的设置，能够看出待测试极片滑动的距离，即下垂高度值，据此判断极片柔韧性。进行测试时，测试步骤是，选取同一批次的电池极片，裁取为相同尺寸的长条形待测试极片12；将定位柱6插装到定位孔11内，将待测试极片12放置在定位柱6上方，待测试极片12一侧抵靠在侧板Ⅰ3上，待测试极片12另一侧抵靠在侧板Ⅱ4上；压片杆7压靠在待测试极片12上方，待测试极片12位于压片杆7和定位柱6之间；移动侧板Ⅰ3和侧板Ⅱ4，使得侧板Ⅰ3和侧板Ⅱ4向相互靠近方向移动，待测试极片12与设置刻度尺8的一个侧板相交的位置对应的刻度值即为待测试极片12的下垂高度值；下垂高度值越大，即表明待测试极片12的柔韧性越好。本发明所述的电池极片柔韧性测试工装及电池极片柔韧性测试方法，成本低，针对不同尺寸和不同韧性的极片，能够方便快捷的测出极片的下垂高度，通过下垂高度量化判断极片柔韧性的大小，从而提前判断极片是否能通过辊压和卷绕，为电芯顺利生产提供支持，有效降低极片在卷绕过程中存在的安全风险，提高电芯的良品率。
所述的侧板Ⅰ3上设置垂直布置的长孔Ⅰ9，侧板Ⅱ4上设置垂直布置的长孔Ⅱ10，压片杆7一端活动插装在长孔Ⅰ9内，压片杆7另一端活动插装在长孔Ⅱ10内。上述结构，长孔Ⅰ9和长孔Ⅱ10的设置，当压片杆插装后，能够上下移动，而定位柱6位置固定，这样，在需要放置待测试极片时，可以上移压片杆7，而后放入待测试极片到压片杆和定位柱之间，待测试极片两侧抵靠在侧板Ⅰ3、侧板Ⅱ4。
所述的电池极片柔韧性测试工装包括多个直径尺寸不同的定位柱6，主板2上设置多个直径尺寸不同的定位孔11，每个定位柱设置为能够插装在一个对应的定位孔11内的结构。上述结构，主板上设置有3个不同孔径的定位孔11，用来放置不同直径的定位柱，定位柱为不锈钢柱。对于不同柔韧性的待测试极片，可以选择不同直径的定位柱进行柔韧性测试。柔韧性好的极片，可以选择直径大的定位柱。柔韧性较差的极片，可以选择直径较小的定位柱，这样，在待测试极片受力弯折时，直径较小的定位柱施加在极片上的面积小，避免折损。
所述的工装底板1上设置多道按间隙布置的滑槽5，多道滑槽5之间平行布置，侧板Ⅰ3底面设置与滑槽5数量和位置一一对应的螺孔Ⅰ，侧板Ⅱ4底面设置与滑槽5数量和位置一一对应的螺孔Ⅱ。上述结构，侧板Ⅰ3与多道滑槽分别连接，侧板Ⅱ4与多道滑槽分别连接，实现侧板Ⅰ3与侧板Ⅱ4相对于工装底板滑动时，侧板Ⅰ3与侧板Ⅱ4始终处于平行状态，有效施加外力在极片上，满足测试需求。
所述的主板2下端与工装底板1一侧侧面固定连接。上述结构，主板与工装底板位置固定，使得定位柱位置始终处于固定状态。
所述侧板Ⅰ3和侧板Ⅱ4分别与工装底板1垂直布置。
所述的定位柱6为不锈钢材料制成。
本发明还涉及一种电池极片柔韧性测试方法，所述的电池极片柔韧性测试方法的测试步骤为：1)选取同一批次的电池极片，裁取为相同尺寸的长条形待测试极片12；2)将定位柱6插装到定位孔11内，将待测试极片12放置在定位柱6上方，待测试极片12一侧抵靠在侧板Ⅰ3上，待测试极片12另一侧抵靠在侧板Ⅱ4上；3)压片杆7压靠在待测试极片12上方，待测试极片12位于压片杆7和定位柱6之间；4)移动侧板Ⅰ3和侧板Ⅱ4，使得侧板Ⅰ3和侧板Ⅱ4向相互靠近方向移动，待测试极片12与设置刻度尺8的一个侧板相交的位置对应的刻度值即为待测试极片12的下垂高度值；5)下垂高度值越大，即表明待测试极片12的柔韧性越好。
本发明所述的电池极片柔韧性测试工装及电池极片柔韧性测试方法，使用方便，测试可靠性高，同时能够适用于不同尺寸及厚度的极片的柔韧性的测试，便于极片生产加工。工会底板用于活动设置侧板Ⅰ、侧板Ⅱ,侧板Ⅰ、侧板Ⅱ能够相对于底板滑动，实现向相互靠近方向移动或向相互远离方向移动。而主板用于设置定位柱，侧板Ⅰ、侧板Ⅱ设置压片杆，这样，一方面，能够通过压片杆和定位柱配合，实现待测试极片中间定位，另一方面，侧板Ⅰ、侧板Ⅱ相对于工装底板滑动，能够施力在待测试极片两侧，从而推动待测试极片变形，待测试极片端部相对于侧板Ⅰ、侧板Ⅱ滑动，而刻度尺的设置，能够看出待测试极片滑动的距离，即下垂高度值，据此判断极片柔韧性。进行测试时，测试步骤是，选取同一批次的电池极片，裁取为相同尺寸的长条形待测试极片；将定位柱插装到定位孔内，将待测试极片放置在定位柱上方，待测试极片一侧抵靠在侧板Ⅰ上，待测试极片另一侧抵靠在侧板Ⅱ上；压片杆压靠在待测试极片上方，待测试极片位于压片杆和定位柱之间；移动侧板Ⅰ和侧板Ⅱ，使得侧板Ⅰ和侧板Ⅱ向相互靠近方向移动，待测试极片与设置刻度尺的一个侧板相交的位置对应的刻度值即为待测试极片的下垂高度值；下垂高度值越大，即表明待测试极片的柔韧性越好。本发明所述的电池极片柔韧性测试工装及电池极片柔韧性测试方法，工装结构简单，测试方法步骤简单，成本低，使用便捷可靠，针对不同尺寸和不同韧性的极片，能够方便快捷的测出极片的下垂高度，通过下垂高度量化判断极片柔韧性的大小，从而提前判断极片是否能通过辊压和卷绕，为电芯顺利生产提供支持，有效降低极片在卷绕过程中存在的安全风险，提高电芯的良品率。
对待测试极片12进行柔韧性测试时，依次测试3-5片待测试极片12，分别获得下垂高度值，取上述下垂高度值的平均值。上述结构，通过多次测试取平均值，有效增加测试结果准确性和稳定性。
对待测试极片12进行柔韧性测试时，将待测试极片12的中间部分放置在定位柱6上，保证待测试极片12在定位柱6两侧长度相同。上述结构，通过推动侧板Ⅰ、侧板Ⅱ向相互靠近方向移动，使得施力在极片上带动极片变形时，两侧变形均匀，确保测试结果准确性。
本发明所述的电池极片柔韧性测试方法，适用于磷酸铁锂阴极极片柔韧性测试，同时也适用于石墨阳极极片柔韧性测试，适用范围广。
所述的磷酸铁锂阴极极片柔韧性测试实施例如下：选取外观一致的极片，用裁刀裁取相同尺寸(20*5mm2)的长条形极片3-5片。选择较大直径的定位柱(φ＝5mm)安装固定到主板对应的定位孔中。将裁好的极片中间部分放置在定位柱上，保证极片在定位柱两边长度基本西相同。同时，用压片杆压住极片上部。将二个侧板与底板的螺钉拧松，并慢慢移动二个侧板向相互靠近方向移动，使二侧板与极片下垂的地方相交。相交的地方对应的刻度值即为极片的下垂高度值。同时测3-5片，取平均值。下垂高度值越大，即极片的柔韧性越好。
所述的石墨阳极极片柔韧性测试是示例如下：选取外观一致的极片，用裁刀裁取相同尺寸(20*5mm2)的长条形极片3-5片。选择较大直径的定位柱(φ＝5mm)安装固定到主板对应的定位孔中。将裁好的极片中间部分放置在定位柱上，保证极片在定位柱两边长度基本西相同。同时，用压片杆压住极片上部。将二个侧板与底板的螺钉拧松，并慢慢移动二个侧板向相互靠近方向移动，使二侧板与极片下垂的地方相交。相交的地方对应的刻度值即为极片的下垂高度值。同时测3-5片，取平均值。下垂高度值越大，即极片的柔韧性越好。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电池极片柔韧性测试工装，其特征在于：所述的电池极片柔韧性测试工装包括工装底板(1)、主板(2)、侧板Ⅰ(3)、侧板Ⅱ(4),所述的工装底板(1)上设置滑槽(5)，侧板Ⅰ(3)通过螺钉Ⅰ活动卡装在滑槽(5)内，侧板Ⅱ(4)通过螺钉Ⅱ活动卡装在滑槽(5)内，所述的主板(2)与工装底板(1)连接，主板(2)上设置定位柱(6)，侧板Ⅰ(3)和侧板Ⅱ(4)之间设置压片杆(7)，所述侧板Ⅰ(3)或侧板Ⅱ(4)内侧面设置垂直布置的刻度尺(8)。
2.根据权利要求1所述的电池极片柔韧性测试工装，其特征在于：所述的侧板Ⅰ(3)上设置长孔Ⅰ(9)，侧板Ⅱ(4)上设置长孔Ⅱ(10)，压片杆(7)一端活动插装在长孔Ⅰ(9)内，压片杆(7)另一端活动插装在长孔Ⅱ(10)内。
3.根据权利要求1或2所述的电池极片柔韧性测试工装，其特征在于：所述的电池极片柔韧性测试工装包括多个直径尺寸不同的定位柱(6)，主板(2)上设置多个直径尺寸不同的定位孔(11)，每个定位柱(6)设置为能够插装在一个对应的定位孔(11)内的结构。
4.根据权利要求1或2所述的电池极片柔韧性测试工装，其特征在于：所述的工装底板(1)上设置多道按间隙布置的滑槽(5)，多道滑槽(5)之间平行布置，侧板Ⅰ(3)底面设置与滑槽(5)数量和位置一一对应的螺孔Ⅰ，侧板Ⅱ(4)底面设置与滑槽(5)数量和位置一一对应的螺孔Ⅱ。
5.根据权利要求1或2所述的电池极片柔韧性测试工装，其特征在于：所述的主板(2)下端与工装底板(1)一侧侧面固定连接。
6.根据权利要求1或2所述的电池极片柔韧性测试工装，其特征在于：所述侧板Ⅰ(3)和侧板Ⅱ(4)分别与工装底板(1)垂直布置。
7.根据权利要求1或2所述的电池极片柔韧性测试工装，其特征在于：所述的定位柱(6)为不锈钢材料制成。
8.一种电池极片柔韧性测试方法，其特征在于：所述的电池极片柔韧性测试方法的测试步骤为：1)选取同一批次的电池极片，裁取为相同尺寸的长条形待测试极片(12)；2)将定位柱(6)插装到定位孔(11)内，将待测试极片(12)放置在定位柱(6)上方，待测试极片(12)一侧抵靠在侧板Ⅰ(3)上，待测试极片(12)另一侧抵靠在侧板Ⅱ(4)上；3)压片杆(7)压靠在待测试极片(12)上方，待测试极片(12)位于压片杆(7)和定位柱(6)之间；4)移动侧板Ⅰ(3)和侧板Ⅱ(4)，使得侧板Ⅰ(3)和侧板Ⅱ(4)向相互靠近方向移动，待测试极片(12)与设置刻度尺(8)的一个侧板相交的位置对应的刻度值即为待测试极片(12)的下垂高度值；5)下垂高度值越大，即表明待测试极片(12)的柔韧性越好。
9.根据权利要求8所述的电池极片柔韧性测试方法，其特征在于：对待测试极片(12)进行柔韧性测试时，依次测试3-5片待测试极片(12)，分别获得下垂高度值，取上述下垂高度值的平均值。
10.根据权利要求1或2所述的电池极片柔韧性测试方法，其特征在于：对待测试极片(12)进行柔韧性测试时，将待测试极片(12)的中间部分放置在定位柱(6)上，保证待测试极片(12)在定位柱(6)两侧长度相同。
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