CN203350103U - 锂离子电池隔膜穿刺强度测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种锂离子电池隔膜穿刺强度测试装置，控制面板可控制穿刺组件沿导轨靠近样品承载组件，并由穿刺组件中的穿刺针头接触并对锂离子电池隔膜产生抵接力并增大这种抵接力，直至隔膜被刺穿，从而负载传感器可感应得到将隔膜刺穿的最大力并反馈给控制面板。采用这种结构，可测试锂离子电池隔膜的穿刺强度，从而可保证隔膜具有合适的穿刺强度，保证了电池的质量。

Description

锂离子电池隔膜穿刺强度测试装置

技术领域

本申请涉及锂离子电池部件测试工装领域，尤其涉及一种锂离子电池隔膜穿刺强度测试装置。

背景技术

隔膜是锂离子电池的重要组成部分，主要可起到隔离正负极以及导通离子的双重作用。隔膜性能的优劣决定了电池的界面结构和内阻等，进而影响到电池的容量、循环性能和安全性能等。因此，好的隔膜对提高电池的综合性能具有重要作用。

在锂离子电池的装配过程中，极片和隔膜交错叠置，极片边缘的毛刺和表面的凸起会对隔膜有一个顶刺力，特别是在制作电芯的过程的高压冲压下，隔膜必须耐受毛刺等的顶刺，否则，隔膜会破裂导致正负极直接接触而发生短路，甚至会导致电池爆炸。因此，隔膜的穿刺强度是决定电池安全性的一个重要指标。

提出一种测试锂离子电池隔膜的穿刺强度的工装迫在眉睫。

发明内容

本申请提供一种锂离子电池隔膜穿刺强度测试装置，以有效测试锂离子电池隔膜的穿刺强度，保证电池质量。

本申请提供一种锂离子电池隔膜穿刺强度测试装置，包括：

用于承载锂离子电池隔膜的样品承载组件、导轨、活动设置于所述导轨上以对锂离子电池隔膜进行穿刺动作的穿刺组件、驱动所述穿刺组件靠近或远离样品承载组件移动的动力机构，以及与所述动力机构相连以输出控制信号的控制面板，其中，所述穿刺组件包括：穿刺针头，以及设置于所述穿刺针头一端且与控制面板相连、以将感应所得穿刺针头的受力大小信号反馈到控制面板的负载传感器。

进一步地，所述样品承载组件包括：支撑台，以及旋转设置于所述支撑台上的样品固定盘，其中，所述样品固定盘包括：均设置有多个穿刺孔的上固定件以及下固定件，所述上固定件的穿刺孔与下固定件的穿刺孔对应设置，所述上固定件与下固定件配合、以在上固定件与下固定件的穿刺孔之间夹持固定锂离子电池隔膜。

进一步地，所述上固定件包括：均设置有穿刺孔及螺孔的上盖板以及上抗冲击垫片，所述下固定件包括：均设置有穿刺孔及螺孔的下盖板以及下抗冲击垫片，所述样品固定盘通过螺杆与螺孔的螺合作用使上盖板、上抗冲击垫片、下抗冲击垫片及下盖板由上至下依次叠合，所述上抗冲击垫片与下抗冲击垫片之间夹持锂离子电池隔膜。

进一步地，在所述上盖板、上抗冲击垫片、下抗冲击垫片及下盖板上，所述螺孔与穿刺孔均匀间隔排列。

进一步地，所述上盖板及下盖板采用不锈钢材质，所述上抗冲击垫片及下抗冲击垫片采用聚氨酯或橡胶材料。

进一步地，所述样品承载组件还包括：固定于所述样品固定盘上的分度器，以及分别与所述控制面板及分度器相连的旋转驱动组件。

进一步地，所述控制面板包括如下按钮中的一种或多种的组合：穿刺组件移动速度设置按钮、负载传感器初始化按钮，穿刺组件移动方向控制按钮，以及旋转控制按钮。

进一步地，所述穿刺组件还包括：活动设置于所述导轨上并固定有穿刺针头以及负载传感器的活动块。

进一步地，所述穿刺针头包括：连接头、穿刺针，以及接触头，所述穿刺针的尺寸与接触头的尺寸匹配，所述接触头为半球形。

进一步地，所述穿刺组件位于样品承载组件的上方或下方。

本申请的有益效果是：

通过提供一种锂离子电池隔膜穿刺强度测试装置，控制面板可控制穿刺组件沿导轨靠近样品承载组件，并由穿刺组件中的穿刺针头接触并对锂离子电池隔膜产生抵接力并增大这种抵接力，直至隔膜被刺穿，从而负载传感器可感应得到将隔膜刺穿的最大力并反馈给控制面板。采用这种结构，可测试锂离子电池隔膜的穿刺强度，从而可保证隔膜具有合适的穿刺强度，保证了电池的质量。

附图说明

图1为本申请实施例一的锂离子电池隔膜穿刺强度测试装置的结构图；

图2为本申请实施例一中的样品固定盘1022的分解图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

为提供科学、合理的测试技术对锂离子电池隔膜的穿刺强度进行测试，并且可以以此确定符合生产要求的锂离子电池隔膜的穿刺强度的合理范围，请参考图1，本实施例提供了一种锂离子电池隔膜穿刺强度测试装置。该装置主要包括：用于承载锂离子电池隔膜101的样品承载组件102、导轨103、活动设置于导轨103上以对锂离子电池隔膜101进行穿刺动作的穿刺组件104、驱动穿刺组件104靠近或远离样品承载组件102移动的动力机构（图中未示出），以及与动力机构相连以输出控制信号的控制面板105。穿刺组件104位于样品承载组件102的上方。

具体地，穿刺组件104包括：穿刺针头1041，设置于穿刺针头1041一端且与控制面板105相连、以将感应所得穿刺针头1041的受力大小信号反馈到控制面板105的负载传感器1042，以及活动设置于导轨103上并固定有穿刺针头1041以及负载传感器1042的活动块1043。另外，穿刺组件104中还包括有两端分别固定穿刺针头1041及负载传感器1042的安装块1044。穿刺针头1041可包括：连接头、穿刺针，以及接触头，穿刺针的尺寸与接触头的尺寸匹配一致，接触头可为半球形。

样品承载组件102包括：支撑台1021，以及旋转设置于支撑台1021上的样品固定盘1022，其中，请参考图2，样品固定盘1022包括：均设置有多个穿刺孔2011的上固定件202以及下固定件203，上固定件202的穿刺孔2011与下固定件203的穿刺孔2011对应设置，上固定件202与下固定件203配合、以在上固定件202与下固定件203的穿刺孔2011之间夹持固定锂离子电池隔膜101。进一步地，上固定件202包括：均设置有穿刺孔2011及螺孔2012的上盖板2021以及上抗冲击垫片2022，下固定件203包括：均设置有穿刺孔2011及螺孔2012的下盖板2031以及下抗冲击垫片2032，样品固定盘1022通过螺杆204与螺孔2012的螺合作用使上盖板2021、上抗冲击垫片2022、下抗冲击垫片2032及下盖板2031由上至下依次叠合，上抗冲击垫片2022与下抗冲击垫片2032之间夹持锂离子电池隔膜101。在上盖板2021、上抗冲击垫片2022、下抗冲击垫片2032及下盖板2031上，螺孔2012与穿刺孔2011均匀间隔排列。上盖板2021及下盖板2031可采用不锈钢材质且表面可经过打磨处理，上抗冲击垫片2022及下抗冲击垫片2032可采用聚氨酯或橡胶材料或其他抗冲击性较好的材料。另外，样品固定盘1022中心设置有旋转孔2013，该旋转孔2013可与支撑台1021的旋转杆（图中未示出）可旋转式嵌套，从而使得样品固定盘1022可相对支撑台1021进行旋转动作。样品承载组件102的截面可呈圆形、正方形或菱形等。

控制面板105上可包括如下按钮中的一种或多种的组合：开关按钮、穿刺组件移动速度设置按钮、负载传感器初始化按钮，以及穿刺组件移动方向控制按钮。通过操作穿刺组件移动速度设置按钮，可设置穿刺组件104的移动速度，例如100mm/min等。通过操作负载传感器初始化按钮，可使负载传感器1042对穿刺针头1041的受力大小值清零。通过操作穿刺组件移动方向控制按钮，可控制穿刺组件104朝样品承载组件102做远离或靠近运动。

下面对上述锂离子电池隔膜穿刺强度测试装置的操作流程进行说明。

第一步，将穿刺针头1041固定在安装块1044上；

第二步，如图2所示，取5片50cm×50cm规格的正方形隔膜样品，放置在下抗冲击垫片2032的穿刺孔2011上，盖上上抗冲击垫片2022，使上抗冲击垫片2022和下抗冲击垫片2032的穿刺孔2011对齐，然后分别覆上上盖板2021及下盖板2031，用螺杆204将整个样品固定盘1022进行固定；

第三步，将样品固定盘1022放置在支撑台1021上，并且手动旋转样品固定盘1022，使穿刺孔2011与穿刺针头1041对位；

第四步，在控制面板105上操作负载传感器初始化按钮，使负载传感器1042对穿刺针头1041的受力大小值清零，并且操作穿刺组件移动速度设置按钮，使穿刺组件104的移动速度设定为100mm/min；

第五步，开启控制面板105上的开关按钮，使装置工作，并且操作穿刺组件移动方向控制按钮，使活动块1043会在导轨103上移动，从而带动穿刺针头1041以100mm/min的速度向隔膜样品靠近，直到将隔膜样品刺穿，穿刺针头1041停止运动，负载传感器1042会感应到穿刺针头1041的受力大小值，并且将受力大小值反馈到控制面板105上显示，通常，会记录穿刺针头1041的受力最大值；

第六步，操作穿刺组件移动方向控制按钮，使活动块1043会在导轨103上移动，从而带动穿刺针头1041以100mm/min的速度远离隔膜样品，然后手动旋转样品固定盘1022，使下一隔膜样品与穿刺针头1041对位，从而重复上述第四步及第五步，直到将所有隔膜样品全部刺穿完成测试；

第七步，为保证测试结果的准确性，可对上述所有隔膜样品刺穿所得数据进行平均，所得平均值作为最终结果。

实施例二：

与实施例一不同点主要在于：本实施例中，样品承载组件102还包括：固定于样品固定盘1022上的分度器，以及分别与控制面板105及分度器相连的旋转驱动组件1023。控制面板105对应还包括旋转控制按钮。这样，通过操作旋转控制按钮，即可控制旋转驱动组件1023转动，由于分度器的作用，样品固定盘1022可旋转一定角度，使隔膜样品逐个与穿刺针头1041对位并测试。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种锂离子电池隔膜穿刺强度测试装置，其特征在于，包括：

用于承载锂离子电池隔膜的样品承载组件、导轨、活动设置于所述导轨上以对锂离子电池隔膜进行穿刺动作的穿刺组件、驱动所述穿刺组件靠近或远离样品承载组件移动的动力机构，以及与所述动力机构相连以输出控制信号的控制面板，其中，所述穿刺组件包括：穿刺针头，以及设置于所述穿刺针头一端且与控制面板相连、以将感应所得穿刺针头的受力大小信号反馈到控制面板的负载传感器。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述样品承载组件包括：支撑台，以及旋转设置于所述支撑台上的样品固定盘，其中，所述样品固定盘包括：均设置有多个穿刺孔的上固定件以及下固定件，所述上固定件的穿刺孔与下固定件的穿刺孔对应设置，所述上固定件与下固定件配合、以在上固定件与下固定件的穿刺孔之间夹持固定锂离子电池隔膜。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上固定件包括：均设置有穿刺孔及螺孔的上盖板以及上抗冲击垫片，所述下固定件包括：均设置有穿刺孔及螺孔的下盖板以及下抗冲击垫片，所述样品固定盘通过螺杆与螺孔的螺合作用使上盖板、上抗冲击垫片、下抗冲击垫片及下盖板由上至下依次叠合，所述上抗冲击垫片与下抗冲击垫片之间夹持锂离子电池隔膜。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述上盖板、上抗冲击垫片、下抗冲击垫片及下盖板上，所述螺孔与穿刺孔均匀间隔排列。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述上盖板及下盖板采用不锈钢材质，所述上抗冲击垫片及下抗冲击垫片采用聚氨酯或橡胶材料。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述样品承载组件还包括：固定于所述样品固定盘上的分度器，以及分别与所述控制面板及分度器相连的旋转驱动组件。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制面板包括如下按钮中的一种或多种的组合：穿刺组件移动速度设置按钮、负载传感器初始化按钮，穿刺组件移动方向控制按钮，以及旋转控制按钮。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述穿刺组件还包括：活动设置于所述导轨上并固定有穿刺针头以及负载传感器的活动块。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述穿刺针头包括：连接头、穿刺针，以及接触头，所述穿刺针的尺寸与接触头的尺寸匹配，所述接触头为半球形。

10.如权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述穿刺组件位于样品承载组件的上方或下方。