CN208125573U - 一种锂电池隔膜透气度测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种锂电池隔膜透气度测试装置，包括：密封外壳；样品台，固定于所述密封外壳中，所述样品台中嵌设有下腔，所述下腔具有顶部开口，所述隔膜置于所述样品台表面且覆盖所述顶部开口，所述样品台中设置有加热装置及温度感应器；上腔，具有底部开口，测试时，所述上腔置于所述隔膜上，底部开口和顶部开口位置相对；压力感应器，设置于上腔中；空气流速感应器，设置于下腔中；供气控压装置，具有出气口和进气口，所述出气口与所述上腔相连，所述进气口与所述下腔相连；中控装置，与所述加热装置、温度感应器、压力感应器及空气流速感应器相连。本实用新型的测试装置可在不同温度下连续测试锂电池隔膜透气度，提高了测试的准确度和效率。

Description

一种锂电池隔膜透气度测试装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池隔膜测试领域，特别是涉及一种锂电池隔膜透气度测试装置。

背景技术

锂离子电池由于具有电压高、比能量高、工作温度范围宽、放电平稳、绿色无污染及安全性能好等优点，目前已广泛应用于电子产品如便携电话、数码相机、笔记本电脑、电动工具、电动汽车等设备中。

锂离子电池一般都包括电极、电解液、隔膜和外壳四个基本组成部分。隔膜的性能直接影响了锂电池的使用性能及安全性能，所以在锂电池中应用高质量的隔膜是必不可少的。我们常见的锂电池隔膜性能测试有：厚度、面密度、孔隙率、透气度、针刺强度、拉伸强度、热收缩等等；非常规测试有DSC、压汞、SEM等。其中透气度测试数据能间接的反应出隔膜的孔隙率及内阻等重要参数。但是市面上大多数透气度测试仪有着测试时间慢、多腔造成的测试精度差且只能常温测量等缺点，不能满足我们的测试要求。

因此，提供一种可在不同温度下连续且快速测试锂电池隔膜透气度的装置实属必要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种锂电池隔膜透气度测试装置，用于解决现有技术中锂离子电池隔膜透气度测试仪存在测试时间慢、测试精度差且只能常温测试等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种锂电池隔膜透气度测试装置，所述测试装置至少包括：

密封外壳；

样品台，固定于所述密封外壳中，所述样品台中嵌设有下腔，所述下腔具有顶部开口，所述隔膜置于所述样品台表面且覆盖所述顶部开口，所述样品台中设置有加热装置及温度感应器；

上腔，具有底部开口，测试时，所述上腔置于所述隔膜上，所述上腔的底部开口和所述下腔的顶部开口位置相对；

压力感应器，设置于所述上腔中；

空气流速感应器，设置于所述下腔中；

供气控压装置，具有出气口和进气口，所述出气口与所述上腔相连，所述进气口与所述下腔相连；

中控装置，与所述加热装置、所述温度感应器、所述压力感应器及所述空气流速感应器相连。

作为本实用新型锂电池隔膜透气度测试装置的一种优化的结构，所述中控装置设置于所述密封外壳顶部。

作为本实用新型锂电池隔膜透气度测试装置的一种优化的结构，所述样品台通过固定件水平悬挂于所述密封外壳中。

作为本实用新型锂电池隔膜透气度测试装置的一种优化的结构，所述固定件包括不锈钢柱。

作为本实用新型锂电池隔膜透气度测试装置的一种优化的结构，所述密封外壳包括金属层和位于所述金属层内层的隔热层。

作为本实用新型锂电池隔膜透气度测试装置的一种优化的结构，所述测试装置还包括一电控升降装置，所述电控升降装置位于所述样品台上且与所述中控装置相连，用来控制所述上腔的移动，实现所述上腔与所述下腔的开启和闭合。

作为本实用新型锂电池隔膜透气度测试装置的一种优化的结构，所述上腔的底部开口的内径介于3mm～35mm之间，所述下腔的顶部开口的内径介于3mm～35mm之间。

作为本实用新型锂电池隔膜透气度测试装置的一种优化的结构，所述样品台包括铜制金属台、不锈钢制金属台中的一种。

作为本实用新型锂电池隔膜透气度测试装置的一种优化的结构，所述加热装置包括电阻丝。

如上所述，本实用新型的锂电池隔膜透气度测试装置，具有以下有益效果：

1、单腔供气测试，数据相比现有的多腔测试数据准确性更高。

2、改变通过上、下腔气体压力差去描述气体透气度，通过下腔空气流速来间接描述隔膜透气度，可忽略温度对透气度数值的影响，实现高温测量。

3、传统的一个常温数据测试至少需要5s，而本实用新型的测试装置可实现快速、连续不同温度下的透气度测量。

附图说明

图1显示为本实用新型锂电池隔膜透气度测试装置整体示意图。

图2显示为本实用新型锂电池隔膜透气度测试装置中的上下腔放大示意图。

元件标号说明

1 密封外壳

2 样品台

3 下腔

4 上腔

5 隔膜

6 压力感应器

7 空气流速感应器

8 供气控压装置

9 中控装置

10 固定件

11 电控升降装置

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如1和图2图所示，本实用新型提供一种锂电池隔膜透气度测试装置，所述测试装置主要包括密封外壳1、样品台2、上腔4、下腔3、压力感应器6、空气流速感应器7、供气控压装置8及中控装置9等等。

所述样品台2固定于所述密封外壳1中，所述样品台2中嵌设有下腔3，所述下腔3具有顶部开口，所述隔膜5置于所述样品台2表面且覆盖所述顶部开口，所述样品台2中设置有加热装置(未予以图示)及温度感应器(未予以图示)；

所述上腔4具有底部开口，测试时，所述上腔4置于所述隔膜5上，所述上腔4的底部开口和所述下腔3的顶部开口位置相对；

所述压力感应器6设置于所述上腔4中；

所述空气流速感应器7设置于所述下腔3中；

所述供气控压装置8具有出气口和进气口，所述出气口与所述上腔4相连，所述进气口与所述下腔3相连；

所述中控装置9与所述加热装置、所述温度感应器、所述压力感应器6及所述空气流速感应器7相连(连接关系未予以图示)。

本实用新型通过上腔4和下腔3形成一个相通的腔室，相比现有的多腔数据测试，准确性更高；另外，通过加热装置可以实现隔膜在不同温度下透气度的测量；再者，可以利用中控装置9使隔膜5的透气度被实时的读取记录下来，得出一个以温度为横轴、透气度为纵轴的图像，从图像中可知隔膜5在不同温度环境中的一些基本性能参数，测试效率高。

其中，所述密封外壳1为全封闭结构，保证测试隔膜的环境温度不受外界影响。作为示例，所述密封外壳1包括金属层和位于所述金属层内层的隔热层。

需要说明的是，所述密封外壳1中的所有部件全部采用高温部件或外覆耐高温材料，以保证整个测试装置的寿命及数据准确性。

作为示例，所述样品台2通过固定件10水平悬挂于所述密封外壳1中。当然，所述样品台2还可以通过其他合适的方式固定于所述密封外壳1中。本实施例中，优选通过固定件10水平悬挂于所述密封外壳1中。进一步地，如图1所示，所述固定件10可以是不锈钢柱，所述固定件10也位于密封外壳1中。

作为示例，所述样品台2包括铜制金属台、不锈钢制金属台中的一种，当然，所述样品台2还可以是其他适合的耐高温材料构成。本实施例中，所述样品台2为铜制金属台。

所述加热装置位于所述样品台2中，用于给所述隔膜5加热，并且所述加热装置与所述中控装置9相连，利用所述中控装置9控制所述加热装置的升温速率。作为示例，所述加热装置包括但不限于电阻丝。优选地，所述加热装置为电阻丝，所述升温速率介于0.5℃/s～2℃/s之间，设置所述加热装置的温度升到170℃～250℃时停止升温。

所述温度感应器也位于所述样品台2中，所述温度感应器可以实时向所述中控装置9反馈温度信息。

所述上腔4为活动的上腔，测试时盖在所述下腔3上，测试完成后打开上腔4。作为示例，所述测试装置还包括一电控升降装置11，所述电控升降装置11位于所述样品台2上且与所述中控装置9相连，用来控制所述上腔4的移动，实现所述上腔4与所述下腔3的开启和闭合的功能。

如图1和2所示，所述隔膜5置于所述上腔4和下腔3之间的样品台2上，所述样品台2可以保证所述隔膜5在测试期间处于平整状态并且保证隔膜5快速升温，另外，所述隔膜5样品的大小必须可覆盖住上下腔4、3的开口。作为示例，所述上腔4的底部开口的内径介于3mm～35mm之间，所述下腔3的顶部开口的内径介于3mm～35mm之间。所述上腔4的底部开口内径需要与所述下腔3的顶部开口内径相同，从而使进入上腔4的气体通过隔膜5后全部进入下腔3中，提高测试的准确度。

如图2所示，所述上腔4内设置有高精度压力感应器6，压力数据代表上腔压力值，使上腔4压力保持恒定，优选地，所述上腔压力值介于0.1Pa～5Pa之间；所述下腔3内设置有高精度空气流速感应器7，空气流速数据可间接代表隔膜5的透气度。

本实用新型利用所述供气控压装置8向所述上腔4提供测试用气体，所述供气控压装置8由气瓶、减压阀、压力控制器构成等构成。所述供气控压装置8提供的气体包括N₂、Ar、He等稳定系数高的气体。所述供气控压装置8与上腔4以及下腔3之间的通气管材质优选采用耐高温的PFA材质。

作为示例，所述中控装置9设置于所述密封外壳1顶部，所述中控装置9内部由数据采集器、数据分析系统、数据整合系统、数据库和外部触摸显示屏等构成。通过所述中控装置9可以控制加热装置的温度升高，也可以接收所述温度感应器、所述压力感应器6及所述空气流速感应器7等传递的数据信息，从而绘制图像。

本实用新型的锂电池隔膜透气度测试装置的测试过程如下：

启动测试装置前，在中控装置9的触摸显示屏上设置加热速率、上下腔闭合压力值(闭合压力值范围介于0.01N～0.2N之间)、上腔气体压力等参数；

设定好后，取待测隔膜5放在样品台2上且位于上下腔4、3之间，隔膜5样品的大小务必覆盖住上下腔4、3截面；

启动中控装置9的测试按钮，上下腔4、3闭合，电阻丝开始从常温加热，供气控压装置8开始供气并控压，气体流进上腔4并透过隔膜5进入下腔3，上腔4内有高精度压力感应器6，使上腔4压力保持恒定，下腔3内有高精度空气流速监控器7，下腔3空气流速数据可间接代表着隔膜5的透气度。上腔4的压力感应器6、下腔3的空气流速感应器7和样品台2中的温度感应器实时向中控装置9传递数据，中控装置9将数据整合描绘出一个以温度为横轴，下腔空气流速(透气值)为纵轴的二维图像，直至结束，结束后供气控压装置8停止供气。

综上所述，本实用新型提供一种锂电池隔膜透气度测试装置，包括：密封外壳；样品台，固定于所述密封外壳中，所述样品台中嵌设有下腔，所述下腔具有顶部开口，所述隔膜置于所述样品台表面且覆盖所述顶部开口，所述样品台中设置有加热装置及温度感应器；上腔，具有底部开口，测试时，所述上腔置于所述隔膜上，底部开口和顶部开口位置相对；压力感应器，设置于上腔中；空气流速感应器，设置于下腔中；供气控压装置，具有出气口和进气口，所述出气口与所述上腔相连，所述进气口与所述下腔相连；中控装置，与所述加热装置、温度感应器、压力感应器及空气流速感应器相连。本实用新型的测试装置可在不同温度下连续测试锂电池隔膜透气度，提高了测试的准确度和效率。

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种锂电池隔膜透气度测试装置，其特征在于，所述测试装置至少包括：

密封外壳；

样品台，固定于所述密封外壳中，所述样品台中嵌设有下腔，所述下腔具有顶部开口，所述隔膜置于所述样品台表面且覆盖所述顶部开口，所述样品台中设置有加热装置及温度感应器；

上腔，具有底部开口，测试时，所述上腔置于所述隔膜上，所述上腔的底部开口和所述下腔的顶部开口位置相对；

压力感应器，设置于所述上腔中；

空气流速感应器，设置于所述下腔中；

供气控压装置，具有出气口和进气口，所述出气口与所述上腔相连，所述进气口与所述下腔相连；

中控装置，与所述加热装置、所述温度感应器、所述压力感应器及所述空气流速感应器相连。

2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜透气度测试装置，其特征在于：所述密封外壳包括金属层和位于所述金属层内层的隔热层。

3.根据权利要求1所述的锂电池隔膜透气度测试装置，其特征在于：所述样品台通过固定件水平悬挂于所述密封外壳中。

4.根据权利要求3所述的锂电池隔膜透气度测试装置，其特征在于：所述固定件包括不锈钢柱。

5.根据权利要求1所述的锂电池隔膜透气度测试装置，其特征在于：所述样品台包括铜制金属台、不锈钢制金属台中的一种。

6.根据权利要求1所述的锂电池隔膜透气度测试装置，其特征在于：所述加热装置包括电阻丝。

7.根据权利要求1所述的锂电池隔膜透气度测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括一电控升降装置，所述电控升降装置位于所述样品台上且与所述中控装置相连，用来控制所述上腔的移动，实现所述上腔与所述下腔的开启和闭合。

8.根据权利要求1所述的锂电池隔膜透气度测试装置，其特征在于：所述上腔的底部开口的内径介于3mm～35mm之间，所述下腔的顶部开口的内径介于3mm～35mm之间。

9.根据权利要求1所述的锂电池隔膜透气度测试装置，其特征在于：所述中控装置设置于所述密封外壳顶部。