CN208156164U - 一种电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池隔膜闭孔‑破膜温度的测试装置，包括：相对设置的夹板，以及与所述夹板连接的调节装置；所述调节装置用于调节所述夹板之间的相对距离。本实用新型通过夹板和调节装置实现了测试时只需通过调节装置将夹板间的距离进行调整，放入待测品，再将夹板调整至加紧状态，只需调整夹板的间距即可进行试验，不需要整体拆卸零件，安装过程简单，从整体上大大降低了电池安全性测试的周期，提高了电池的质量控制的效率。

Description

一种电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置

技术领域

本实用新型涉及测量装置技术领域，具体而言，涉及一种电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置。

背景技术

锂电池主要由正极、负极、电解液以及隔膜组成，其中隔膜位于正极与负极之间，作用是将正极和负极隔开，防止电子通过，但是允许离子通过。当电池内部温度升高时，电池隔膜能够关闭微孔，从而阻止锂离子通过，切断正极与负极之间的联系，使电池反应停止，提高电池的安全性，因此锂电池隔膜的性能对电池的安全性起着至关重要的作用。

锂电池包括两个重要的反应其性能和安全性的参数，分别是闭孔温度和破膜温度：

闭孔温度，是指电池隔膜的微孔达到闭合状态的温度阈值。锂电池在使用过程中，由于电池内部短路所产生的热量使得电池内部温度迅速升高，当温度升高达到一个温度阈值，隔膜微孔会在此温度阈值基础上随着温度的升高慢慢闭合，使电池内部电阻增大，直到隔膜微孔结构完全闭合；此时电池内部正负极反应完全停止，电池内部温度得到控制，防止“热失控”现象的发生，有效的阻止了锂电池爆炸或起火等安全事故的发生。

闭孔温度越低，锂电池在短路情况下关闭电池内部反应的时间越早，锂电池越安全；反之，电池安全性难以得到保障，但此温度阈值必须在适当范围，同时应该高于电池使用的环境温度，以保证电池正常使用，这个温度就是隔膜闭孔时的温度阈值，即为闭孔温度，决定着电池的安全性能。

破膜温度，是指电池隔膜的微孔由于持续高温导致熔融破裂的温度阈值。电池在工作时，如果电池内部的化学反应产生的热量来不及散出，在隔膜关闭微孔后温度继续上升，达到隔膜材料的熔融温度，造成隔膜破裂，电池内部正负极片直接接触在一起，发生剧烈化学反应，内部温度重新迅速升高，引发“热失控”的发生，严重时导致电池起火爆炸，所以隔膜破裂时的温度也是锂电池安全性的一个重要指标，这个温度就是破膜温度。

因此从锂电池安全角度来衡量，闭孔-破膜温度是电池隔膜生产过程中必须要控制的一个重要指标，对锂电池的安全性起着至关重要的作用，所以，闭孔-破膜温度的测试方法尤其是测试装置的研究对锂电池隔膜质量控制是必不可少的。

目前大多数电池厂商测试方式都是利用测试装置模拟电池环境,记录隔膜的温度以及阻抗从而得出隔膜的闭孔和破膜温度值，但是现有的电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，可拆卸零件多、装配过程繁琐，测试时需要对测试装置进行整体的拆卸和组装，一定程度上使电池的测试周期延长，大大降低了电池的质量控制的效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，解决的技术问题在于克服现有的电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，可拆卸零件多、装配过程繁琐，测试时需要对测试装置进行整体的拆卸和组装，一定程度上使电池的测试周期延长，大大降低了电池的质量控制的效率的缺陷。

为解决上述问题，本实用新型提供一种电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，包括：

相对设置的夹板，以及与所述夹板连接的调节装置；

所述调节装置用于调节所述夹板之间的相对距离。

优选地，所述夹板包括设置于上端的上盖板和设置于下端的底板。

优选地，所述调节装置包括支架和与所述支架连接的紧固组件；

所述底板设置于所述支架的下端；

所述紧固组件设置于所述支架的上端，并与所述上盖板连接。

优选地，所述紧固组件包括与所述支架上端连接的密封调节单元和设于所述密封调节单元下方的压盘。

优选地，所述压盘下端设有储液密封单元；

所述储液密封单元在所述密封调节单元的调节下靠近并贴合所述上盖板。

优选地，所述储液密封单元为耐高温的储液密封单元。

优选地，所述调节装置还包括固定单元；

所述底板通过所述固定单元与所述支架下端连接。

优选地，还包括驱动装置；

所述驱动装置与所述调节装置连接，用于驱动所述调节装置调节所述夹板之间的相对距离。

优选地，还包括压力检测装置和中控装置；

所述压力检测装置和所述驱动装置均与所述中控装置电连接；

所述中控装置用于获取所述压力检测装置返回的所述夹板之间的压力值，并控制所述驱动装置对所述夹板之间的相对距离进行调节。

优选地，所述压力检测装置为压力传感器。

相对设置的夹板，以及与所述夹板连接的调节装置；

所述调节装置用于调节所述夹板之间的相对距离。

本实用新型提供一种电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，包括：相对设置的夹板，以及与所述夹板连接的调节装置；所述调节装置用于调节所述夹板之间的相对距离。本实用新型通过夹板和调节装置实现了可对电池隔膜闭孔-破膜温度进行测试的装置，可通过调节装置对夹板间的距离进行调整，测试时只需通过调节装置将夹板间的距离进行调整，放入待测品，再将夹板调整至加紧状态，只需调整夹板的间距即可进行试验，不需要整体拆卸零件，安装过程简单，从整体上大大降低了电池安全性测试的周期，提高了电池的质量控制的效率。

配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

应当理解的是，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置的实验连接设备及环境的示意图；

图3为本实用新型电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置的压力检测装置、中控装置和驱动装置的模块连接示意图。

附图标号说明：

名称	编号
		电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置	1
夹板	11
		上盖板	111
底板	112
		调节装置	12
支架	121
		紧固组件	122
密封调节单元	1221
		压盘	1222
储液密封单元	1223
		固定单元	123
驱动装置	13
		压力检测装置	14
中控装置	15

具体实施方式

在下文中，将结合附图更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。因此，将参照在附图中示出的特定实施例更详细地描述本公开。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。结合附图的描述，同样的附图标号标示同样的元件。

在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本公开的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本公开的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本实用新型公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1：

参考图1和图2，本实施例提供一种电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置1，包括：

相对设置的夹板11，以及与所述夹板11连接的调节装置12；

所述调节装置12用于调节所述夹板11之间的相对距离。

需要理解的是，闭孔温度，是指电池隔膜的微孔达到闭合状态的温度阈值。锂电池在使用过程中，由于电池内部短路所产生的热量使得电池内部温度迅速升高，当温度升高达到一个温度阈值，隔膜微孔会在此温度阈值基础上随着温度的升高慢慢闭合，使电池内部电阻增大，直到隔膜微孔结构完全闭合；此时电池内部正负极反应完全停止，电池内部温度得到控制，防止“热失控”现象的发生，有效的阻止了锂电池爆炸或起火等安全事故的发生。

闭孔温度越低，锂电池在短路情况下关闭电池内部反应的时间越早，锂电池越安全；反之，电池安全性难以得到保障，但此温度阈值应当在适当范围，同时应该高于电池使用的环境温度，以保证电池正常使用，这个温度就是隔膜闭孔时的温度阈值，即为闭孔温度，决定着电池的安全性能。

需要理解的是，破膜温度，是指电池隔膜的微孔由于持续高温导致熔融破裂的温度阈值。电池在工作时，如果电池内部的化学反应产生的热量来不及散出，在隔膜关闭微孔后温度继续上升，达到隔膜材料的熔融温度，造成隔膜破裂，电池内部正负极片直接接触在一起，发生剧烈化学反应，内部温度重新迅速升高，引发“热失控”的发生，严重时导致电池起火爆炸，所以隔膜破裂时的温度也是锂电池安全性的一个重要指标，这个温度就是破膜温度。

在使用时，需要将待测隔膜放入夹板11之间，并通过调节装置12对夹板11间距进行调整，连接内阻分析仪和温度控制器后，将测试装置放入模拟不同温度环境的加温设备，例如加热炉。

本实用新型通过夹板11和调节装置12实现了可对电池隔膜闭孔-破膜温度进行测试的装置，可通过调节装置12对夹板11间的距离进行调整，测试时只需通过调节装置12将夹板11间的距离进行调整，放入待测品，再将夹板11调整至加紧状态，只需调整夹板11的间距即可进行试验，不需要整体拆卸零件，安装过程简单，从整体上大大降低了电池安全性测试的周期，提高了电池的质量控制的效率，避免了现有的电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置1，可拆卸零件多、装配过程繁琐，测试时需要对测试装置进行整体的拆卸和组装，一定程度上使电池的测试周期延长，大大降低了电池的质量控制的效率的缺陷。

实施例2：

参考图1和图2，在上述实施例1的基础上，本实施例提出一种电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置1。

所述夹板11包括设置于上端的上盖板111和设置于下端的底板112。

上述，夹板11在本实用新型中分为上盖板111和底板112，具体的，可根据实验对象的不同、干燥箱的容积对上盖板111和底板112的形状和大小进行设置，其形状可以为圆形、方形等任意可进行电池安全性测试试验的形状。

进一步地，所述调节装置12包括支架121和与所述支架121连接的紧固组件122；

所述底板112设置于所述支架121的下端；

所述紧固组件122设置于所述支架121的上端，并与所述上盖板111连接。

上述，支架121同时连接调节装置12和底板112，在本实用新型中，支架121为横向的U形，上端通过调节装置12连接上盖板111，底板112设置于所述支架121的下端，通过上方的调节装置12进行调节，从而实现将上盖板111和底板112进行盖合，进而进行电池安全性的测试。

进一步地，所述紧固组件122包括与所述支架121上端连接的密封调节单元1221和设于所述密封调节单元1221下方的压盘1222。

上述，密封调节单元1221、压盘1222为紧固组件122中用于连接支架121和压盘1222的组件，其中密封调节单元1221在本实施例中为密封螺钉，通过旋转螺钉的螺帽从而实现对夹板11间距的调整，密封螺钉为本实施例中的一种实施方式，也可以采用其他的可对夹板11之间的距离进行调节的调节组件，例如，摇杆式调节组件、滑块式调节组件、卡扣式调节组件等等。

进一步地，所述压盘1222下端设有储液密封单元1223；

所述储液密封单元1223在所述密封调节单元1221的调节下靠近并贴合所述上盖板111。

上述，储液密封单元1223具有储液功能，用于在测试过程中储存电解液，从而电解液不会外漏，进而提高测试的准确性和精度。在本实施例中储液密封单元1223为储液密封垫。

储液密封单元1223通过拧紧密封调节单元1221调整夹板11间的距离，进而调整了上盖板111和底板112之间的压力，从而确保了储液密封单元1223的密封性能，保证测试数据精准和可靠。

此外，在上盖板111中设有用于注电解液的注液孔，密封调节单元1221、压盘1222、以及密封垫应当正向设置于注液孔上方，使由密封调节单元1221调节的压盘1222、上盖板111和底板112之间的压力均匀。

此外，支架121要有一定的强度，其强度必须足够高，以确保储液腔压力增大后不至于使其变形，导致漏气。

进一步地，所述储液密封单元1223为耐高温的储液密封单元1223。

上述，储液密封单元1223起到储液和密封的作用，其材质应当为耐高温材质，具体的，所述储液密封单元的耐高温的温度范围或阈值为大于200℃的高温，即为，所述储液密封单元的材质为可承受大于200℃的耐高温材质。

进一步地，所述调节装置12还包括固定单元123；

所述底板112通过所述固定单元123与所述支架121下端连接。

上述，设置于支架121下端的固定单元123使底板112与支架121下端连接，具体的，所述固定单元123在本实施例中为固定螺钉，此外也可以为其他的组件对地板和支架121下端进行连接，例如滑道式可拆装的连接或卡扣式连接等等。

实施例3：

参考图1-3，在上述实施例1的基础上，本实施例提出一种电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置1。

所述测试装置还包括：驱动装置13；

所述驱动装置13与所述调节装置12连接，用于驱动所述调节装置12调节所述夹板11之间的相对距离。

上述，驱动装置13为对调节装置12的调节进行驱动的组件。

在本实施例中，包括电机、控制器、传动皮带。通过控制器控制电机进行正向或反向运行，使传动皮带正转或反转，使调节装置12实现上下两个方向的运动，从而实现在调节装置12的控制下对夹板11间距的调整。

通过驱动装置13对调节装置12的不同调节方向进行控制，从而实现对电池安全性测试的自动化操作。

此外，可将对驱动装置13设置调节的程度显示窗口和档位，通过不同的档位，设置不同的调节夹板11的间距，或者在显示窗口通过控制器输入相关的数值，从而使调节装置12实现自动调节夹板11间距，提高了质量控制人员对电池安全性试验的工作效率。

进一步地，还包括压力检测装置14和中控装置15；

所述压力检测装置14和所述驱动装置13均与所述中控装置15电连接；

所述中控装置15用于获取所述压力检测装置14返回的所述夹板11之间的压力值，并控制所述驱动装置13对所述夹板11之间的相对距离进行调节。

上述，夹板11设有可检测夹板11间压力的压力检测装置14，通过压力检测装置14，可使电池安全性试验在安全的范围内进行试验，减少由于夹板11压力过大导致隔膜破坏，试验无法进行；或者夹板11压力过小导致电解液外漏或密封性能不好，从而引起试验数据不准确。

进一步地，所述压力检测装置14为压力传感器。

上述，需要理解的是，压力传感器(Pressure Transducer)是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。

需要理解的是，压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。另有医用压力传感器。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

下面根据具体电池安全性测试试验就本实用新型的实施例的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体测试试验仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实验一：本实用新型所提供的电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置的稳定性测试试验。

为了验证本实用新型电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置1在闭孔-破膜温度测试方面的稳定性，实例用装置分别测试5组平行样品作对比，本实验选取16μm干法隔膜以及16μm湿法隔膜为实验对象；

本实用新型装置测试步骤如下：

1、将隔膜裁剪成长宽大小相同的方形样品5块待用；

2、将隔膜放入盖板与底板之间通过密封环密封于装置内,至不漏气；

3、通过盖板上面的注液孔注入电解液；

4、分别将密封垫、压盘放置注液孔上，拧紧密封调节单元将装置密封；

5、温度控制器热电偶插入底板侧面的测温孔内；

6、将内阻测试仪两电极分别连接底板和盖板；

7、开启烘箱,设置到测试所需温度，待温度到达设置温度后将测试装置放入烘箱内；

8、记录温度值T和装置内阻值R,以T为横坐标,R为纵坐标绘制测试曲线,依据曲线上的测试拐点可以判断出闭孔温度、破膜温度；

9、重复上述步骤测5次，得到5组平行数据，测试数据见表1。

表1本实用新型所提供的电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置不同隔

膜测试结果

从表1数据可以看出，在对于16μm干法隔膜以及16μm湿法隔膜的实验中，无论对于不同类型的隔膜材料，本实用新型装置的测试结果的标准偏差均在0.3-0.6之间的范围内浮动，数据离散度小，表示测试稳定性以及一致性都是稳定可靠的。

实验二：本实用新型所提供的电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置与现有技术中的测试装置的对比实验。

为了验证本装置在闭孔破膜温度测试方面相对旧有测试装置的优势，本实验采用本实用新型所提供的电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置与现有技术中的测试装置对比，分别测试5组平行样品，实验选取16μm干法隔膜为实验对象，作为对比的现有技术中的测试装置实验步骤参考本实用新型中内容；

本实用新型装置测试步骤如下：

1、将隔膜裁剪成长宽大小相同的方形样品5块待用；

2、将隔膜放入盖板与底板之间通过密封环密封于装置内,至不漏气；

3、通过盖板上面的注液孔注入电解液；

4、分别将密封垫、压盘放置注液孔上，拧紧密封调节单元将装置密封；

5、温度控制器热电偶插入底板侧面的测温孔内；

6、将内阻测试仪两电极分别连接底板和盖板；

7、开启烘箱,设置到测试所需温度，待温度到达设置温度后将测试装置放入烘箱内；

8、记录温度值T和装置内阻值R,以T为横坐标,R为纵坐标绘制测试曲线,依据曲线上的测试拐点可以判断出闭孔温度、破膜温度；

9、重复上述步骤测5次，得到5组平行数据，测试数据见表2。

表2本实用新型测试装置以及现有技术中的测试装置测试结果

由表2中不同测试装置数据对比可以看出，本实用新型装置测试结果标准偏差均小于1，分别为0.55和0.48，而现有技术中的测试装置的测试结果均大于1，分别为1.49和1.32，表明数据离散度相对于本实用新型中的测试装置较大。综上，本实用新型所提供的测试装置的稳定性和一致性明显优于现有技术中的测试装置。

以上说明中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，技术人员可以根据本实用新型内容做出相应修改变动，而不背离本实用新型的实质和范围。

Claims (8)

1.一种电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，其特征在于，包括：

相对设置的夹板，以及与所述夹板连接的调节装置；

所述调节装置用于调节所述夹板之间的相对距离；

所述夹板包括设置于上端的上盖板和设置于下端的底板；

所述调节装置包括支架和与所述支架连接的紧固组件；

所述底板设置于所述支架的下端；

所述紧固组件设置于所述支架的上端，并与所述上盖板连接。

2.如权利要求1所述电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，其特征在于，

所述紧固组件包括与所述支架上端连接的密封调节单元和设于所述密封调节单元下方的压盘。

3.如权利要求2所述电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，其特征在于，

所述压盘下端设有储液密封单元；

所述储液密封单元在所述密封调节单元的调节下靠近并贴合所述上盖板。

4.如权利要求3所述电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，其特征在于，所述储液密封单元为耐高温的储液密封单元。

5.如权利要求3所述电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，其特征在于，所述调节装置还包括固定单元；

所述底板通过所述固定单元与所述支架下端连接。

6.如权利要求1所述电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，其特征在于，还包括驱动装置；

所述驱动装置与所述调节装置连接，用于驱动所述调节装置调节所述夹板之间的相对距离。

7.如权利要求6所述电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，其特征在于，还包括压力检测装置和中控装置；

所述压力检测装置和所述驱动装置均与所述中控装置电连接；

所述中控装置用于获取所述压力检测装置返回的所述夹板之间的压力值，并控制所述驱动装置对所述夹板之间的相对距离进行调节。

8.如权利要求7所述电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，其特征在于，所述压力检测装置为压力传感器。