CN202421035U - 一种锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，包括直流电源系统、包装膜连接系统、极耳连接系统、连接动力系统以及电芯固定系统，所述直流电源系统和连接动力系统之间并联电连接有包装膜连接系统和极耳连接系统，所述连接动力系统用于推动极耳连接系统，使极耳连接系统与固定于电芯固定系统上的电芯的极耳连通。相对于现有技术，本实用新型锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，通过在极耳和包装膜之间增加一个直流电源供电系统，能够在被测电芯的极耳与包装膜的铝层之间增加一个固定电势，从而使得形成离子通道的破损处更容易发生腐蚀反应，最终达到加快腐蚀速率的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置。
背景技术
随着现代社会的发展，越来越多的移动电子设备孕育而生，对锂电池的需求量呈现逐年递增的趋势；但与此相对应，大量的锂电池生产商如雨后春笋般拔地而起，随之而来的是各电池生产商之间激烈的市场竞争。为了使得所生产的电芯在竞争中立于不败之地进而占据中高端市场，必须保证其具有优良的性能，封装可靠性即是其优良性能的指标之一。
现有的软包装电芯生产工艺中，大多是采用热封装工艺实现电芯密封的，因此封装以及后续的折边等工艺中，经常出现包装膜内层聚丙烯(PP)层破损现象，从而使得包装膜中间层铝层与电解液直接接触，形成离子传输通道；同时，若出现阳极极耳与包装膜中的铝层短接(顶封封印异常、外电路短接等)现象，形成电子通道，则包装膜中形成离子通道处的铝层具有较大的腐蚀风险(主要发生嵌锂反应，生成锂铝合金)。若包装膜中铝层腐蚀，则包装膜将丧失密封性能，导致整个电芯报废。
因此，为了提高软包装电池的封装可靠性，实际研究中，往往需要研究包装膜的抗腐蚀性能。现有的研究方法是将电芯满充，之后短接阳极和包装膜的铝层，最后室温静置，观察发生腐蚀的概率及发生腐蚀的时间分布。这种方法研究包装膜的抗腐蚀性能所需时间非常长(通常需要60天)，极大的降低了评估的及时性。
有鉴于此，确有必要提供一种加快评估软包装电池的包装膜抗腐蚀性能的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种加快评估软包装电池包装膜抗腐蚀性能的装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，包括直流电源系统、包装膜连接系统、极耳连接系统、连接动力系统以及电芯固定系统，所述直流电源系统和连接动力系统之间并联电连接有包装膜连接系统和极耳连接系统，所述连接动力系统用于推动极耳连接系统，使极耳连接系统与固定于电芯固定系统上的电芯的极耳连通。
作为本实用新型锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置的一种改进，所述直流电源系统为直流电系统或者交流电/直流电转化系统。
作为本实用新型锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置的一种改进，所述直流电源系统包括箱体、位于箱体内的供电器和安装于箱体表面的电压调节开关。
作为本实用新型锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置的一种改进，所述包装膜连接系统包括电连接的刺刀和连通判定器，以及安装于所述刺刀上的绝缘头，所述刺刀为两个。
作为本实用新型锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置的一种改进，所述极耳连接系统包括电连接的导电头和压力缓冲机构。
作为本实用新型锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置的一种改进，所述压力缓冲机构为弹簧缓冲机构。
作为本实用新型锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置的一种改进，所述连接动力系统包括主动气缸和连接轴，所述连接轴分别与包装膜连接系统和极耳连接系统连接。
作为本实用新型锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置的一种改进，所述电芯固定系统包括基板和固定于所述基板上的电芯固定机构。
作为本实用新型锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置的一种改进，所述基板上包括与包装膜连接系统中刺刀匹配的凹槽。
作为本实用新型锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置的一种改进，所述电芯固定机构为弹簧片固定机构、气缸固定机构、弹簧固定机构或者磁铁固定机构。
工作时，首先根据电芯尺寸调节电芯固定机构的位置，然后将需要测试的电芯固定于电芯固定系统上，接着启动连接动力系统，该系统带动包装膜连接系统以及极耳连接系统向被测电芯靠拢，直至包装膜连接系统的刺刀与包装膜的铝层连通(确保刺刀未刺漏电芯)，极耳连接系统的导电头与极耳连通，最后启动直流电源供电系统，为包装膜连接系统以及极耳连接系统供电。
相对于现有技术，本实用新型锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，通过在极耳和包装膜之间增加一个直流电源供电系统，能够在被测电芯的极耳与包装膜的铝层之间增加一个固定电势，从而使得形成离子通道的破损处更容易发生腐蚀反应，最终达到加快腐蚀速率的目的。
附图说明
图1为本实用新型具体实施方式1的主视示意图；
图2为本实用新型具体实施方式1的包装膜连接系统侧视示意图；
图3为本实用新型具体实施方式1的电芯固定系统侧视示意图；
图4为本实用新型具体实施方式1的电芯固定系统俯视示意图；
图5为本实用新型具体实施方式2的电芯固定系统主视示意图；
图6为本实用新型具体实施方式3的电芯固定系统主视示意图；
图7为本实用新型具体实施方式4的电芯固定系统主视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。
具体实施方式1
如图1所示，本实用新型锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，包括直流电源系统1、包装膜连接系统2、极耳连接系统3、连接动力系统4以及电芯固定系统5，所述直流电源系统1和连接动力系统4之间并联电连接有包装膜连接系统2和极耳连接系统3，所述连接动力系统4用于推动极耳连接系统3，使极耳连接系统3与固定于电芯固定系统5上的电芯的极耳连通。
其中，直流电源系统1为直流电系统，该系统包括箱体11、位于箱体11内的供电器12和安装于箱体11表面的电压调节开关13；如图2所示，包装膜连接系统2包括电连接的两个刺刀24和连通判定器22，以及安装于所述刺刀24上的绝缘头23；极耳连接系统3包括电连接的导电头34和压力缓冲机构32，压力缓冲机构32为弹簧缓冲机构。连接动力系统4包括主动气缸41和连接轴42，所述连接轴42分别与包装膜连接系统2和极耳连接系统3连接；如图3所示，电芯固定系统5包括基板51和固定于所述基板51上的电芯固定机构52，所述基板51上包括与包装膜连接系统2中刺刀24匹配的凹槽54。
如图4所示，电芯固定机构52为弹簧片固定机构，包括弹簧导轨53和设在弹簧导轨53上的弹簧片52。
工作时，根据电芯尺寸，沿弹簧导轨53移动弹簧片52的位置，使得弹簧片52将作用力施加于电芯中心并将电芯固定于基板51上，同时确保电芯展开的封印边位于凹槽54的正上方；启动主动气缸41，使得其带动包装膜连接系统2和极耳连接系统3向电芯靠拢，调节基板51位置，最终使得导电头34与电芯的阳极连接，两个刺刀24同时扎穿封印边缘(确保不将整个封印刺穿，从而破坏电芯的密封)，当导线将连通信号同时返回给连通判定器22时，连通判定器22给出连通线路信号，整个装置进入待命工作状态。调节电压调节开关13将输出电压调至最小值，启动供电器12，再调节电压调节开关13，将输出电压调节至合适值，使得其分别为包装膜连接系统2和极耳连接系统3提供负电势和正电势，使得电流经过连通头34、电芯、刺刀24和连通判定器22回到供电器12。
具体实施方式2
与具体实施方式1不同的是，电芯固定机构52采用气缸固定机构，包括导轨57、气缸56以及位于气缸56下端的压板55，压板5位于基板51上方，如图5所示。
其余同具体实施方式1，这里不再赘述。
工作时，根据电芯尺寸，沿导轨57移动气缸56的位置，使得气缸56带动压板55将作用力施加于电芯中心并将电芯固定于基板51上，同时确保电芯展开的封印边位于凹槽54的正上方；启动主动气缸41，使得其带动包装膜连接系统2和极耳连接系统3向电芯靠拢，调节基板51位置，最终使得导电头34与电芯的阳极连接，两个刺刀24同时扎穿封印边缘(确保不将整个封印刺穿，从而破坏电芯的密封)，当连通信号同时返回给连通判定器22时，连通判定器22给出连通线路信号，整个装置进入待命工作状态。调节电压调节开关13将输出电压调至最小值，启动供电器12，再调节电压调节开关13，将输出电压调节至合适值，使得其分别为包装膜连接系统2和极耳连接系统3提供负电势和正电势，使得电流经过连通头34、电芯、刺刀24、以及导通判定器22回到直流供电器12。
具体实施方式3
与具体实施方式1不同的是，电芯固定机构52采用弹簧固定机构，如图6所示，该机构包括导轨57、连接于导轨57的弹簧导轨59、设于弹簧导轨59外围的弹簧58，以及设于弹簧导轨下方的压板55，压板55位于基板51上方。而且直流电源系统1为交流电/直流电转化系统。其余同具体实施方式1，这里不再赘述。
工作时，根据电芯尺寸，沿导轨57移动弹簧58的位置，使得弹簧58带动压板55将作用力施加于电芯中心并将电芯固定于基板51上，同时确保电芯展开的封印边位于凹槽54的正上方；启动主动气缸41，使得其带动包装膜连接系统2和极耳连接系统3向电芯靠拢，调节基板51位置，最终使得导电头34与电芯的阳极连接，两个刺刀24同时扎穿封印边缘(确保不将整个封印刺穿，从而破坏电芯的密封)，当连通信号同时返回给连通判定器22时，连通判定器22给出连通线路信号，整个装置进入待命工作状态。调节电压调节开关13将输出电压调至最小值，启动供电器12，再调节电压调节开关13，将输出电压调节至合适值，使得其分别为包装膜连接系统2和极耳连接系统3提供负电势和正电势，使得电流经过连通头34、刺刀24和导通判定器22回到供电器12。
具体实施方式4
与具体实施方式1不同的是，电芯固定机构52采用磁铁固定机构，如图7所示，该机构包括设于基板51内的电磁铁510和位于所述电磁铁510上的铁质压板511。其余同具体实施方式1。
工作时，将电芯固定于铁质压板511下，启动电磁铁510，使得压板511将作用力施加于电芯中心并将电芯固定于基板51上，同时确保电芯展开的封印边位于凹槽54的正上方；启动主动气缸41，使得其带动包装膜连接系统2和极耳连接系统3向电芯靠拢，调节基板51位置，最终使得导电头34与电芯的阳极连接，两个刺刀24同时扎穿封印边缘(确保不能将整个封印刺穿，从而破坏电芯的密封性能)，当连通信号同时返回给连通判定器22时，连通判定器22给出连通线路信号，整个装置进入待命工作状态。调节电压调节开关13将输出电压调至最小值，启动供电器12，再调节电压调节开关13，将输出电压调节至合适值，使得其分别为包装膜连接系统2和极耳连接系统3提供负电势和正电势，使得电流经过连通头34、电芯、刺刀24以及导通判定器22回到供电器12。
实验表明，采用本实用新型的锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，在包装膜与阳极极耳之间施加一电源，使得外加电流通过包装膜PP受损处，加快锂离子向包装膜中铝层中沉积，只需要12h即可使铝层腐蚀，极大地提高了评估的及时性。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，其特征在于：包括直流电源系统(1)、包装膜连接系统(2)、极耳连接系统(3)、连接动力系统(4)以及电芯固定系统(5)，所述直流电源系统(1)和连接动力系统(4)之间并联电连接有包装膜连接系统(2)和极耳连接系统(3)，所述连接动力系统(4)用于推动极耳连接系统(3)，使极耳连接系统(3)与固定于电芯固定系统(5)上的电芯的极耳连通。
2.根据权利要求1所述的锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，其特征在于：所述直流电源系统(1)为直流电系统或者交流电/直流电转化系统。
3.根据权利要求2所述的锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，其特征在于：所述直流电源系统(1)包括箱体(11)、位于箱体(11)内的供电器(12)和安装于箱体(11)表面的电压调节开关(13)。
4.根据权利要求1所述的锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，其特征在于：所述包装膜连接系统(2)包括电连接的刺刀(24)和连通判定器(22)，以及安装于所述刺刀(24)上的绝缘头(23)。
5.根据权利要求1所述的锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，其特征在于：所述极耳连接系统(3)包括电连接的导电头(34)和压力缓冲机构(32)。
6.根据权利要求5所述的锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，其特征在于：所述压力缓冲机构(32)为弹簧缓冲机构。
7.根据权利要求1所述的锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，其特征在于：所述连接动力系统(4)包括主动气缸(41)和连接轴(42)，所述连接轴(42)分别与包装膜连接系统(2)和极耳连接系统(3)连接。
8.根据权利要求4所述的锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，其特征在于：所述电芯固定系统(5)包括基板(51)和固定于所述基板(51)上的电芯固定机构(52)。
9.根据权利要求8所述的锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，其特征在于：所述基板(51)上包括与包装膜连接系统(2)中刺刀(24)匹配的凹槽(54)。
10.根据权利要求9所述的锂电池包装膜抗腐蚀性能测试装置，其特征在于：所述电芯固定机构(52)为弹簧片固定机构、气缸固定机构、弹簧固定机构或者磁铁固定机构。
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