CN112730044A - 用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具及其试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具，其特征在于，包括上压头、限位托盘和与上压头相匹配的下压头，所述上压头安装于压缩机的活动端，所述下压头安装于压缩机的固定端，所述限位托盘安装于下压头。本发明更为方便地对浸润态的锂离子电池隔膜进行压缩性能的测量，可以使锂离子电池隔膜更为方便和整齐，减少锂离子电池隔膜放置不平整对压缩结果的影响。

Description

用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具及其试验方法
技术领域
本发明涉及接触测量领域，尤其涉及用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具及其试验方法。
背景技术
隔膜是锂离子电池的一个重要组成，作用是隔绝正负极防止短路，同时提供锂离子穿梭的微孔通道。隔膜的力学性能十分重要，一旦发生强度失效，即很可能导致电池短路、失效，甚至引起起火、爆炸。隔膜在液态电解液的浸润下，力学性能表现与干态下会有所差异。针对隔膜拉伸性能和隔膜干态压缩性能的研究已有不少，很多学者已经开展了对锂离子电池隔膜拉伸性能和干态压缩性能的研究。但是并没有提出一种比较有效的针对隔膜在不同电解液溶剂中的真实压缩性能装置与方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的锂离子电池隔膜放置不平整及不方便，提供了用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具及其试验方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具，包括上压头、限位托盘和与上压头相匹配的下压头，所述上压头安装于压缩机的活动端，所述下压头安装于压缩机的固定端，所述限位托盘安装于下压头。
更优的选择，还包括显示刻度结构，所述显示刻度结构包括指示刻度和与指示刻度相配的显示窗，所述指示刻度设置于上压头，所述显示窗设置于下压头。
更优的选择，所述上压头包括第一夹持部和压块，所述第一夹持部与压块连接，所述第一夹持部安装于压缩机的活动端，所述压块的尺寸与下压头的尺寸相匹配。
更优的选择，所述下压头包括储液槽、导向环和第二夹持部，所述导向环通过储液槽与第二夹持部连接，所述导向环设有两个滑槽，所述限位托盘通过滑槽安装于导向环，所述导向环的尺寸与上压头的尺寸相匹配,所述第二夹持部安装于所述压缩机的固定端。
更优的选择，所述限位托盘包括导向柱和承托部，两块所述导向柱分别与承托部连接，所述承托部通过导向柱安装于下压头。
更优的选择，所述压缩机设有压力传感器。
一种利用用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具的试验方法，包括以下步骤：
S1、将上压头安装于压缩机的活动端，将下压头安装于所述压缩机的固定端，将所述上压头的位置调整至与下压头相匹配；
S2、锂离子电池隔膜放置在限位托盘内，并将电解液加入所述下压头的储液槽内；
S3、再将所述限位托盘沿着滑槽安装于下夹头的导向环的内腔；
S4、开启所述压缩机，所述压缩机的活动端驱动上压头对锂离子电池隔膜进行预压缩，将所述锂离子电池隔膜内的空气完全排出；
S5、待所述上压头对锂离子电池隔膜的空气完全排出后，开始锂离子电池隔膜的压缩试验；
S6、待试验结束后，对所述上压头、限位托盘和下压头进行清洁。
更优的选择，所述步骤S5中包括以下步骤：
S5-1、待锂离子电池隔膜的空气完全排出后，所述压缩机驱动上压头对锂离子电池隔膜进行压缩，同时所述计算机通过压缩机记录上压头的位移量，所述计算机通过压缩机的压力传感器记录压力值；
S5-2、所述计算机的程序通过上压头的位移量，得到应变；
S5-3、所述计算机的程序通过锂离子电池隔膜的压力值及锂离子电池隔膜的截面积，得到应力；
S5-4、所述计算机的程序通过应变和应力，得到应变-应力曲线。
更优的选择，所述步骤S2中的锂离子电池隔膜的层数为30-50。
本发明相对现有技术具有以下优点及有益效果：
1、本发明通过上压头、限位托盘和下压头更为方便地对浸润态的锂离子电池隔膜进行压缩性能的测量，可以使锂离子电池隔膜更为方便和整齐，减少锂离子电池隔膜放置不平整对压缩结果的影响。
2、本发明通过显示窗和指示刻度，可以量化压缩的初始位置，并能观察压缩的进行程度，以防止压力过大而损坏压缩机的压力传感器。
附图说明
图1是本发明的用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具的示意图；
图2是本发明的用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具的上压头示意图；
图3是本发明的用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具的限位托盘示意图；
图4是本发明的用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具的下压头示意图；
附图中各部件的标记：1、上压头；11、第一夹持部；12、压块；13、指示刻度；2、下压头；21、显示窗；22、储液槽；23、导向环；24、第二夹持部；25、滑槽；3、限位托盘；31、导向柱；32、承托部。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述,实施例不能在此一一赘述,但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
如图1所示，用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具，包括上压头1、限位托盘3和与上压头1相匹配的下压头2，上压头1安装于压缩机的活动端，下压头2安装于压缩机的固定端，上压头1位于下压头2的上方，上压头1的位置与下压头2的位置相匹配，限位托盘3安装于下压头2的内腔。用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具还包括显示刻度结构，显示刻度结构包括指示刻度13和与指示刻度13相配的显示窗21，指示刻度13设置于上压头1的压块12侧面，显示窗21设置于下压头2的限位环上。
上压头1与下压头2相互作用力到锂离子电池隔膜,对锂离子电池隔膜进行挤压；下压头2储存电解液,并给上压头1导向定位；限位托盘3用于承托锂离子电池隔膜,方便锂离子电池隔膜的放入到下压头2内；指示刻度13和显示窗21方便实验人员观察锂离子电池隔膜的压缩程度，可以避免压缩机的压力传感器因过压受损。
上压头1包括第一夹持部11和压块12，第一夹持部11与压块12连接，第一夹持部11安装于压缩机的活动端。下压头2包括储液槽22、与压块12相匹配的导向环23和第二夹持部24，导向环23通过储液槽22与第二夹持部24连接，导向环23上对称设有两个滑槽25，第二夹持部24安装于压缩机的固定端。限位托盘3包括与滑槽25相匹配的导向柱31和承托部32，两块导向柱31均与承托部32的边缘垂直连接。承托部32通过导向柱31安装在导向环23的内腔底部。
第一夹持部11用于压缩机的活动端夹持，为了固定上压头1；压块12用于对锂离子电池隔膜挤压；储液槽22用于存放试验所需的电解液；导向环23用于给上压块12导向和对限位托盘3进行限位，导向环23的滑槽25用于将多余的电解液从导向环23内排出；第二夹持部24用于压缩机的固定端对下压头2固定；导向柱31对限位托盘3的方向进行限位，同时作为限位托盘3的手柄，方便取放；承托部32用于承托锂离子电池隔膜，可以方便让锂离子电池隔膜方便平整地放入到下压头2的导向环23内。
一种利用用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具的试验方法，包括以下步骤：
S1、将上压头1安装于压缩机的活动端，将下压头2安装于压缩机的固定端，将上压头1的位置调整至与下压头2相匹配；
S2、将锂离子电池隔膜放置在限位托盘3的承托部32上，锂离子电池隔膜的层数为30-50层，将电解液注入到下压头2的储液槽22内；
S3、通过导向柱31将限位托盘3沿着滑槽25放置于下夹头的导向环23的内腔；
S4、开启压缩机，压缩机驱动活动端带动上压头1对锂离子电池隔膜进行预压缩，将锂离子电池隔膜内的空气排出；
S5、待上压头1对锂离子电池隔膜预压缩完成，开始压缩试验，压缩机按一定速率下降；
S5-1、待上压头1对锂离子电池隔膜预压缩完成，压缩机的活动端驱动上压头1对锂离子电池隔膜进行压缩，同时计算机通过压缩机记录上压头1的位移量，压缩机内安装有压力传感器，计算机通过压缩机的压力传感器记录压力值，同时试验人员通过显示窗21看到上压头1上的指示刻度13，了解到锂离子电池隔膜的压缩程度，避免压力传感器因受压过大损毁；
S5-2、计算机通过压缩机采集上压头1的位移量，通过计算机内的程序计算得到应变；
S5-3、计算机通过压缩机的压力传感器可以测定锂离子电池隔膜的压力值及锂离子电池隔膜的截面积，通过计算机内的程序计算得到应力；
S5-4、计算机的程序再通过应变和应力的结果，得到应变-应力曲线；
S6、待试验结束后，对上压头1、限位托盘3和下压头2进行清洁，待下次再使用。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具，其特征在于，包括上压头、限位托盘和与上压头相匹配的下压头，所述上压头安装于压缩机的活动端，所述下压头安装于压缩机的固定端，所述限位托盘安装于下压头。
2.根据权利要求1所述的用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具，其特征在于，还包括显示刻度结构，所述显示刻度结构包括指示刻度和与指示刻度相配的显示窗，所述指示刻度设置于上压头，所述显示窗设置于下压头。
3.根据权利要求1所述的用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具，其特征在于，所述上压头包括第一夹持部和压块，所述第一夹持部与压块连接，所述第一夹持部安装于压缩机的活动端，所述压块的尺寸与下压头的尺寸相匹配。
4.根据权利要求1所述的用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具，其特征在于，所述下压头包括储液槽、导向环和第二夹持部，所述导向环通过储液槽与第二夹持部连接，所述导向环设有两个滑槽，所述限位托盘通过滑槽安装于导向环，所述导向环的尺寸与上压头的尺寸相匹配,所述第二夹持部安装于所述压缩机的固定端。
5.根据权利要求1所述的用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具，其特征在于，所述限位托盘包括导向柱和承托部，两块所述导向柱分别与承托部连接，所述承托部通过导向柱安装于下压头。
6.根据权利要求1所述的用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具，其特征在于，所述压缩机设有压力传感器。
7.一种利用权利要求1～5任意一项所述用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将上压头安装于压缩机的活动端，将下压头安装于所述压缩机的固定端，将所述上压头的位置调整至与下压头相匹配；
S2、锂离子电池隔膜放置在限位托盘内，并将电解液加入所述下压头的储液槽内；
S3、再将所述限位托盘沿着滑槽安装于下夹头的导向环的内腔；
S4、开启所述压缩机，所述压缩机的活动端驱动上压头对锂离子电池隔膜进行预压缩，将所述锂离子电池隔膜内的空气完全排出；
S5、待所述上压头对锂离子电池隔膜的空气完全排出后，开始锂离子电池隔膜的压缩试验；
S6、待试验结束后，对所述上压头、限位托盘和下压头进行清洁。
8.根据权利要求7所述利用用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具的试验方法，其特征在于，所述步骤S5中包括以下步骤：
S5-1、待锂离子电池隔膜的空气完全排出后，所述压缩机驱动上压头对锂离子电池隔膜进行压缩，同时所述计算机通过压缩机记录上压头的位移量，所述计算机通过压缩机的压力传感器记录压力值；
S5-2、所述计算机的程序通过上压头的位移量，得到应变；
S5-3、所述计算机的程序通过锂离子电池隔膜的压力值及锂离子电池隔膜的截面积，得到应力；
S5-4、所述计算机的程序通过应变和应力，得到应变-应力曲线。
9.根据权利要求7所述利用用于浸润态锂离子电池隔膜压缩的夹具的试验方法，其特征在于，所述步骤S2中的锂离子电池隔膜的层数为30-50。
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