CN112362688B - 一种隔膜闭孔温度与破膜温度的测定系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池隔膜领域，目的在于提供一种隔膜闭孔温度与破膜温度的测定系统，包括温度采集仪，恒温加热箱，透气仪；恒温加热箱内设置有测试头，温度采集仪的测温元件至少部分伸入测试头内腔，所述透气仪与测试头连通；其中，测试头包括相对设置的橡胶圈a、橡胶圈b，橡胶圈b靠近橡胶圈a的内端开设容置橡胶圈a的凹槽，橡胶圈a的外端、橡胶圈b的内端分别设置有覆盖橡胶圈a、橡胶圈b内圈的筛板。橡胶圈a卡和在橡胶圈b内时，隔膜被固定在橡胶圈a、橡胶圈b之间，同时，隔膜紧贴在两个筛板之间，气体经过隔膜时，不会被吹鼓，保证隔膜快速、均匀受热，同时提高温度、透气值精度，从而得到更精确的闭孔温度、破膜温度数据。

Description

一种隔膜闭孔温度与破膜温度的测定系统

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜领域，具体涉及一种隔膜闭孔温度与破膜温度的测定系统。

背景技术

隔膜的作用是使电池的正负极分开，防止正负极接触而引发安全问题，同时，其微孔结构可供电解液离子通过形成充放电回路。当隔膜达到一定温度时，其微孔结构会发生一定的闭合，从而切断锂离子的流动通道，阻止电池温度继续升高，保障锂离子电池的安全，此为隔膜的闭孔温度；但如果温度继续升高，则隔膜会存在熔断的危险，导致整个隔膜破膜，隔断正负极作用消失，锂离子电池容易发生失控情况，此为隔膜的破膜温度。这两个关键温度直接影响电池的电性能和安全性能。

通过升温透气法测试闭孔或熔断温度的主要原理是隔膜透气值受隔膜微孔结构影响：处于闭孔温度或破膜温度的隔膜，其透气值会因隔膜微孔结构的改变而出现拐点，因此通过精准检测透气度与温度的变化曲线，即可快速、批量性精确的测试隔膜的闭孔温度和破膜温度。

现有技术是将测试隔膜固定在测试头上，使用烘箱对测试头加热，透气值测试本身并不会造成测试中隔膜的形态变化，但是如图1所示，隔膜随着温度加热后，会逐渐软化，气体通过进气通道集中进入测试头内存在气体流动盲区，在透过隔膜时，会导致隔膜中间受力大，四周受力小，隔膜被吹鼓成“小山包”，隔膜拉伸即破坏其微孔结构，亦导致中间温度低、两边温度高的情况，无法精确检测隔膜温度与透气值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够精确得到隔膜闭孔温度与破膜温度的测定系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种隔膜闭孔温度与破膜温度的测定系统，包括温度采集仪，恒温加热箱，透气仪；恒温加热箱内设置有测试头，温度采集仪的测温元件至少部分伸入测试头内腔，所述透气仪与测试头连通；

其中，测试头包括相对设置的橡胶圈a、橡胶圈b，橡胶圈b靠近橡胶圈a的内端开设容置橡胶圈a的凹槽，橡胶圈a的外端、橡胶圈b的内端分别设置有覆盖橡胶圈a、橡胶圈b内圈的筛板。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：橡胶圈a卡和在橡胶圈b内时，隔膜被固定在橡胶圈a、橡胶圈b之间，同时，隔膜紧贴在两个筛板之间，气体经过隔膜时，不会被吹鼓，保证隔膜快速、均匀受热，同时提高温度、透气值精度，从而得到更精确的闭孔温度、破膜温度数据。

附图说明

图1为现有技术中受热隔膜测试透气值的状态图以及气体循环示意图。

图2为本发明测定系统的简图。

图3为本发明橡胶圈a的简图。

图4为本发明橡胶圈b的简图。

图5-7为本发明受热隔热膜测试透气值的状态图以及气体循环示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图来详细描述本发明的优选实施方案。在描述之前，应当理解，不应将在说明书和所附权利要求书中使用的术语解释为限于一般的词典含义，而应当根据允许本发明人为了最好的解释而合适地限定术语的原则，基于对应于本发明的技术方面的含义和概念进行解释。因此，在此提出的描述仅是为了说明目的而优选的例子，不是为了限制本发明的范围，因此，应当理解，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下作出其它的等价物和修改。

如图2-4所示，一种隔膜闭孔温度与破膜温度的测定系统，包括温度采集仪10，恒温加热箱20，透气仪图中未示出；恒温加热箱20内设置有测试头30，温度采集仪10的测温元件至少部分伸入测试头30内腔，透气仪与测试头30连通；

其中，测试头30包括相对设置的橡胶圈a31、橡胶圈b32，橡胶圈b32靠近橡胶圈a31的内端开设容置橡胶圈a31的凹槽，隔膜可夹持在橡胶圈a31、橡胶圈b32之间，当橡胶圈a31卡和在橡胶圈b32的凹槽内，即实现对隔膜的夹持固定，同时，如图2所示，橡胶圈a31的外端、橡胶圈b32的内端分别设置有覆盖橡胶圈a31、橡胶圈b32内圈的筛板33，筛板33能够贴合隔膜，将隔膜限制在较小区域，防止隔膜拉伸破坏微孔结构，保证隔膜受力均匀，气体上升通过筛板时，基于筛板上均匀分布的气孔而重新分布，使气体能够均匀分散，如图5所示，消除测试头30内的气体盲区，从而精确得到温度与透气度之间的曲线关系以及转折点。

如图2-4所示，测试头30包括平行筛板33设置的至少一个孔径均匀分布的透板35，可在筛板33的一侧或两侧均设置透板35。当仅在筛板33一侧设置透板35时，如图6所示，当测试头30进气时，能够提前分散气体，从而在避免测试头30内产生气体流动盲区的基础上，使得恒温加热箱20内气体分布均匀一致，保证隔膜受热均匀，如图7所示，在筛板33的两侧均设置透板35，均匀隔膜上层气体流向，保证隔膜四周的气体均是处于一个均匀分布的状态，从而隔膜上下受压一致，达到测试结果更加精确的目的。

如图2-4所示，测试头30包括通过橡胶圈a31、橡胶圈b32卡制对接的两个半腔34，半腔34腔内平行筛板33设置至少一个孔径均匀分布的透板35。

为增加隔膜夹持力度，创造稳定的测试环境，两个半腔34分别设置锁环341、锁钩342，扳手343与锁钩342连接，控制锁钩342转动勾在锁环341上以卡制固定两个半腔34。

如图2-4所示，测温元件为热电偶11，热电偶11延伸至筛板33附近。这样既能保证热电偶不会干扰到隔膜正常升温，也能够保证热电偶测定温度尽可能接近隔膜表面的真实温度。

如图2-4所示，本测定系统包括温度采集仪10，恒温加热箱20，透气仪；恒温加热箱20内设置有测试头30，测试头30包括通过橡胶圈a31、橡胶圈b32卡制对接的两个半腔34，两个半腔34分别设置锁环341、锁钩342，扳手343与锁钩342连接，控制锁钩342转动勾在锁环341上以卡制固定两个半腔34，橡胶圈a31、橡胶圈b32相对设置，橡胶圈b32靠近橡胶圈a31的内端开设容置橡胶圈a31的凹槽，橡胶圈a31的外端、橡胶圈b32的内端分别设置有覆盖橡胶圈a31、橡胶圈b32内圈的筛板33。

两个半腔34腔内均平行筛板33设置三个孔径均匀分布的透板35，温度采集仪10的热电偶11设置在测试头30内腔。

透气仪与测试头30连通。

使用时，隔膜被放置在两个半腔34之间，挪动扳手343把锁钩342挂上锁环341，将隔膜固定住。打开透气仪主机，点击启动按钮，气体流入测定头30如图7所示，气体在半腔34上升过程中经过二层透板35得到均匀的分布，随后透过隔膜进一步通过二层透板35气体分布板，保证流过隔膜的气体得到均匀的分布，最终气体从测定头30流出。

在气体流经隔膜时，透气仪能够记录隔膜的透气值，正常隔膜的透气值在几十到几百之间。启动恒温加热箱20和温度采集仪10，开始加热测试头30和隔膜，温度采集仪10也分布采集隔膜两侧温度。

随着温度升高，隔膜的微孔开始收缩，100ml气体流经隔膜的时间延长，透气仪记录的透气值增加。到隔膜闭孔阶段，气体被阻塞不能通过隔膜，透气仪显示的透气值达到99999。随着温度进一步升高，隔膜出现破膜，透气值降到0。将采集的隔膜两侧温度与实时对应的透气值作图，根据温度与透气值曲线图的拐点，即可确定隔膜的闭孔温度。

Claims (3)

1.一种隔膜闭孔温度与破膜温度的测定系统，其特征在于，包括温度采集仪（10），恒温加热箱（20），透气仪；恒温加热箱（20）内设置有测试头（30），温度采集仪（10）的测温元件至少部分伸入测试头（30）内腔，所述透气仪与测试头（30）连通；

其中，测试头（30）包括相对设置的橡胶圈a（31）、橡胶圈b（32），橡胶圈b（32）靠近橡胶圈a（31）的内端开设容置橡胶圈a（31）的凹槽，橡胶圈a（31）的外端、橡胶圈b（32）的内端分别设置有覆盖橡胶圈a（31）、橡胶圈b（32）内圈的筛板（33）；

测试头（30）包括通过橡胶圈a（31）、橡胶圈b（32）卡制对接的两个半腔（34），至少一个半腔（34）腔内平行筛板（33）设置至少一个孔径均匀分布的透板（35）。

2.如权利要求1所述的隔膜闭孔温度与破膜温度的测定系统，其特征在于，所述测温元件为热电偶（11），热电偶（11）延伸至筛板（33）附近。

3.如权利要求1所述的隔膜闭孔温度与破膜温度的测定系统，其特征在于，两个半腔（34）分别设置锁环（341）、锁钩（342），扳手（343）与锁钩（342）连接，所述扳手（343）控制锁钩（342）转动勾在锁环（341）上以卡制固定两个半腔（34）。

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