CN203396633U - 一种隔膜穿刺强度测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔膜穿刺强度测试装置，包括用于固定电池隔膜的夹具及穿刺针，夹具由固定部及承载部组成，还包括驱动穿刺针向夹具承载部运动的驱动部件以及测试模块，测试模块分别与承载部、穿刺针电连接。本实用新型主要可为隔离膜的质量控制提供依据，并且较好地模拟了隔膜在电池内部的被刺穿行为，具有可靠性高，操作简便的特点。

Description

一种隔膜穿刺强度测试装置

技术领域

 本实用新型属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种隔膜穿刺强度测试装置。

背景技术

近年来，锂离子电池广泛应用于智能手机、笔记本电脑、电动汽车中。随着低碳经济的兴起，锂离子电池制造行业及锂离子电池生产设备行业获得了很好的发展机遇，同时也面临着激烈的竞争。隔膜最主要的功能是分隔电池中的正负极板，防止正负极板直接接触产生短路，同时，由于隔膜中具有大量曲折贯通的微孔，电池中的正负离子可以在微孔中自由通过，在正负极板之间迁移形成电池内部导电回路，而电子则通过外部回路在正负电极之间迁移形成电流，供用电设备利用。在电池制造过程中由于电极表面涂覆不够平整、电极边缘有毛刺等情况，以及装配过程中工艺水平有限等因素，另外电池在使用过程中电池内部有可能会逐渐形成枝状晶体，并刺破隔膜，造成内部微短路，因此要求隔膜有相当的穿刺强度。

另一方面，消费者要求锂离子电池有更高的能量密度，这就要求电极内非能量密度贡献单位所占体积越来越少、因此对锂离子隔膜的需求也越来越薄，同等条件下，隔膜的耐刺穿性能会变差。因此对于锂离子隔膜性能，穿刺强度是一项非常重要的评价项目。

目前穿刺强度的测试有工业标准可遵循，大致是在一定的速度（每分钟3-5米）下，让一个没有锐边缘的直径为1mm的针刺向环状固定的隔膜，为穿透隔膜所施加在针上的最大力就称为穿刺强度。在这种测试条件下，隔膜上下表面完全悬空，当针头穿越隔膜过程中，隔膜一开始会有变形，并会造成一定曲线张力，随着压力增大，最终完全刺穿隔膜。这种方法与实际电池中的情况有很大的差别，实际电池中隔膜位于正负极之间，表面相对较为平整，不会出现测试过充中的明显曲面。因此，用这种测试方法获得穿刺强度不是特别合理。

有鉴于此，确有必要提供一种更符合电池实际情况的隔膜穿刺强度测试设备及方法，为隔膜的质量控制提供依据。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于：提供一种隔膜穿刺强度测试装置，利用穿刺针接通电路瞬间实时测得的驱动部件的压力值就为穿刺力，从而实现了对电池隔膜的穿刺强度的检测，可为电池隔膜的质量控制提供依据。

本实用新型的技术方案为：一种隔膜穿刺强度测试装置，包括用于固定电池隔膜的夹具及穿刺针，夹具由固定部及承载部组成，还包括驱动穿刺针向夹具承载部运动的驱动部件以及测试模块，测试模块分别与承载部、穿刺针电连接。

其中，穿刺针和承载部分别设有两个用于与测试模块电连接的接线柱。利用驱动部件驱动穿刺针刺穿隔膜，接通其电路，测试模块陡然变化，而驱动部件施加的压力就是隔膜的穿刺力，从而实现对电池隔膜穿刺强度的测试，该设备主要可为隔离膜的质量控制提供依据，并且较好地模拟了隔膜在电池内部的被刺穿行为，具有可靠性高，操作简便的特点。

作为本实用新型的进一步改进，穿刺针穿过固定部的通孔，置于固定部上。

作为本实用新型的进一步改进，测试模块包括电阻器、恒压源及电压表，电阻器、恒压源、穿刺针与承载部串联，电压表测试穿刺针的电压。

作为本实用新型的进一步改进，穿刺针由根部及端部组成，端部设有球形针头。

作为本实用新型的进一步改进，球形针头球径为1mm。

作为本实用新型的进一步改进，穿刺针通过绝缘固件与驱动部件连接。

作为本实用新型的进一步改进，驱动部件为万能拉力机或动态热机械分析仪器。

驱动部件设有驱动控制系统，并与数据处理系统集成为一计算机处理，实时接收电压表的电压值和驱动部件的压力值。

作为本实用新型的进一步改进，承载部与电池隔膜接触的平面，其粗糙度Ra不高于0.2um；固定部件与电池隔膜接触的平面，其粗糙度Ra不高于0.2um。

其中，承载部与电池隔膜接触的平面和固定部件与电池隔膜接触的平面的形状可以是同心圆，矩形或者正方形，材质均为不锈钢。

作为本实用新型的进一步改进，通孔直径比穿刺针直径至少大1mm。

本实用新型的有益效果在于：通过驱动部件驱动穿刺针刺穿隔膜，接通其电路，即可测试出隔膜的穿刺力，从而实现对电池隔膜穿刺强度的测试，为隔离膜的质量控制提供依据，并且较好地模拟了隔膜在电池内部的被刺穿行为，具有可靠性高，操作简便的特点。

附图说明

图1为锂离子隔膜穿刺测试装置结构示意图。

图2为测试模块的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清晰明了，结合以下附图，对其进一步详细说明，参照图1及图2。

一种隔膜穿刺强度测试装置，包括用于固定电池隔膜的夹具1及穿刺针2，夹具1由固定部11及承载部12组成，还包括驱动穿刺针2向夹具1的承载部12运动的驱动部件以及测试模块，测试模块与分别承载部12、穿刺针2电连接。其中，穿刺针2和承载部12分别设有两个用于与测试模块电连接的接线柱6。利用驱动部件驱动穿刺针2刺穿隔膜，接通其电路，测试模块陡然变化，而驱动部件施加的压力就是隔膜的穿刺力，从而实现对电池隔膜穿刺强度的测试，该设备主要可为隔离膜的质量控制提供依据，并且较好地模拟了隔膜在电池内部的被刺穿行为，具有可靠性高，操作简便的特点。

穿刺针2穿过固定部11的通孔，置于固定部11上；测试模块包括电阻器3、恒压源5及电压表4，电阻器3、恒压源5、穿刺针2与承载部12串联，电压表4测试穿刺针2的电压。

穿刺针2由根部及端部组成，端部设有球形针头21；球形针头21球径为1mm；穿刺针2通过绝缘固件与驱动部件连接。

驱动部件为万能拉力机或动态热机械分析仪器；驱动部件设有驱动控制系统，并与数据处理系统集成为一计算机处理，实时接收电压表4的电压值和驱动部件的压力值。

承载部与电池隔膜接触的平面，其粗糙度Ra不高于0.2um；固定部件与电池隔膜接触的平面，其粗糙度Ra不高于0.2um。

其中，承载部与电池隔膜接触的平面和固定部件与电池隔膜接触的平面的形状可以是同心圆，矩形或者正方形，材质均为不锈钢。

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 (9)

1.一种隔膜穿刺强度测试装置，包括用于固定电池隔膜的夹具及穿刺针，所述夹具由固定部及承载部组成，其特征在于：还包括驱动所述穿刺针向所述夹具承载部运动的驱动部件以及测试模块，所述测试模块分别与所述承载部、所述穿刺针电连接。

2.根据权利要求1所述隔膜穿刺强度测试装置，其特征在于：所述穿刺针穿过所述固定部的通孔，置于所述固定部上。

3.根据权利要求1所述隔膜穿刺强度测试装置，其特征在于：所述测试模块包括电阻器、恒压源及电压表，所述电阻器、所述恒压源、所述穿刺针与所述承载部串联，所述电压表测试所述穿刺针的电压。

4.根据权利要求1所述隔膜穿刺强度测试装置，其特征在于：所述穿刺针由根部及端部组成，所述端部设有球形针头。

5.根据权利要求4所述隔膜穿刺强度测试装置，其特征在于：所述球形针头球径为1mm。

6.根据权利要求1所述隔膜穿刺强度测试装置，其特征在于：所述穿刺针通过绝缘固件与驱动部件连接。

7.根据权利要求1所述隔膜穿刺强度测试装置，其特征在于：所述驱动部件为万能拉力机或动态热机械分析仪器。

8.根据权利要求1所述隔膜穿刺强度测试装置，其特征在于：所述承载部与电池隔膜接触的平面，其粗糙度Ra不高于0.2um；所述固定部件与电池隔膜接触的平面，其粗糙度Ra不高于0.2um。

9.根据权利要求2所述隔膜穿刺强度测试装置，其特征在于：通孔直径比穿刺针直径至少大1mm。

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