CN209784507U - 隔膜测试装置及隔膜测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种隔膜测试装置及隔膜测试系统，隔膜测试装置包括第一安装座、第二安装座、第一导电板、第二导电板以及多个导向杆；所述第二安装座间隔地设置于所述第二安装座的上方；所述第一导电板设置于所述第一安装座的上表面；所述第二导电板设置于所述第二安装座的下表面；多个所述导向杆间隔地布置于所述第一安装座和所述第二安装座之间，所述第二安装座沿所述导向杆上下滑动。本实用新型实施例的隔膜测试装置通过多个导向杆的导向作用保障了第一导电板和第二导电板之间的平行度，以保证隔膜各个部分承受挤压压力的一致性，使得测试数据的波动性较小，具有较强的参考性。

Description

隔膜测试装置及隔膜测试系统

技术领域

本实用新型涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种隔膜测试装置及隔膜测试系统。

背景技术

锂离子电池作为目前最主要的新能源产品之一，其具有倍率性能高、循环性好、安全、环保等优点。锂离子电池制造原材料主要包含正极材料、负极材料、隔膜、电解液等，其中隔膜在锂电池中起到隔离正负极材料、绝缘电子的作用。随着电池对能量密度要求越来越高，锂电池生产企业在隔膜选型方面越来越趋于使用更薄隔膜5-20μm，隔膜作为一种高分子聚乙烯塑料，具有一定的压缩性，压缩后的隔膜两端加电压源时，被击穿的可能性增大。锂电池在制造过程中会将隔膜/负极/隔膜/正极进行叠层、卷绕、热压、测短路，针对短路测试不满足绝缘阻值要求的卷芯进行报废。

目前的测试方法不能很好地测出隔膜的击穿电压和绝缘阻值，且测试数据波动较大，可参考性不强。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例期望提供一种结构简单、可靠性高的隔膜测试装置及隔膜测试系统。

为达到上述目的，本实用新型实施例的第一方面提供一种隔膜测试装置，包括第一安装座、第二安装座、第一导电板、第二导电板以及多个导向杆；所述第二安装座间隔地设置于所述第二安装座的上方；所述第一导电板设置于所述第一安装座的上表面，所述第一安装座和所述第一导电板相互绝缘；所述第二导电板设置于所述第二安装座的下表面，所述第一导电板和所述第二导电板对应设置，所述第一导电板和所述第二导电板上均形成有电压源接线口和内阻仪接线口，所述第二导电板和所述第二安装座相互绝缘。多个所述导向杆间隔地布置于所述第一安装座和所述第二安装座之间，每一所述导向杆的下端与所述第一安装座固定连接，所述第二安装座上形成有通孔，所述导向杆滑动地穿设于所述通孔中，所述第二安装座沿所述导向杆上下滑动。

进一步地，所述隔膜测试装置包括限位件，所述限位件与所述导向杆的上端部固定连接，所述限位件位于所述第二安装座的背离所述第一安装座的一侧。

进一步地，所述限位件形成为螺母。

进一步地，所述隔膜测试装置包括压力传感器，所述压力传感器与所述导向杆连接。

进一步地，所述隔膜测试装置包括第一电加热件和第二电加热件，所述第一电加热件夹设于所述第一导电板与所述第一安装座之间，所述第二电加热件夹设于所述第二导电板与所述第二安装座之间。

进一步地，所述第一导电板和所述第二导电板的两端均呈弯折状，所述第一导电板的两端的弯折部位分别贴合于所述第一安装座的相对两侧，所述第二导电板的两端的弯折部位分别贴合于所述第二安装座的相对两侧。

进一步地，所述第一导电板的厚度为10mm～30mm；所述第二导电板的厚度为10mm～30mm。

进一步地，所述第一导电板和所述第二导电板的表面形成为粗糙表面。

本实用新型实施例的第二方面提供一种隔膜测试系统，所述测试系统包括驱动机构、控制器、电压源、内阻仪、以及上述任一种的隔膜测试装置，所述电压源与所述电压源接口连接，所述内阻仪与所述内阻仪接线口连接，所述驱动机构与所述第二安装座连接以驱动所述第二安装座上下滑动，所述控制器与所述电压源、所述内阻仪以及所述驱动机构电连接。

进一步地，所述测试系统包括报警器，当所述第一导电板和所述第二导电板之间的挤压压力超过预设值时，所述报警器输出报警信号。

本实用新型实施例的隔膜测试装置，结构简单，通过多个导向杆的导向作用，可以保证第二安装座的滑动精度和平稳性，保障了第一导电板和第二导电板之间的平行度，以保证隔膜各个部分承受挤压压力的一致性，使得测试数据的波动性较小，具有较强的参考性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的隔膜测试装置的结构示意图；

图2为图1所示隔膜测试装置的正视图；

附图标记说明

第一安装座11；第二安装座12；电压源接线口20a；内阻仪接线口20b；紧固件20c；第一导电板21；第二导电板22；导向杆31；限位件32

具体实施方式

本实用新型实施例使用的方位词“上”、“下”是针对图1所示方向而言。

本实用新型实施例提供一种隔膜测试系统，包括驱动机构(图未示)、控制器(图未示)、电压源(图未示)、内阻仪(图未示)、以及隔膜测试装置，其中，驱动机构、电压源以及内阻仪均与控制器电连接，通过控制器可以设定电压源的输出电压，可以控制驱动机构的运行。该隔膜测试系统用以测试隔膜的击穿电压和/或绝缘阻值。请参阅图1和图2，隔膜测试装置包括第一安装座11、第二安装座12、第一导电板21、第二导电板22、第一电加热件(图未示)、第二电加热件(图未示)以及多个导向杆31；第二安装座12间隔地设置于第一安装座11的上方，第一导电板21设置于第一安装座11的上表面，且第一导电板21和第一安装座11之间相互绝缘；第二导电板22安装于第二安装座12的下表面，第二导电板22和第二安装座12相互绝缘，第一导电板21和第二导电板22对应设置，第一导电板21和第二导电板22上均形成有电压源接线口20a和内阻仪接线口20b，电压源与电压源接线口20a连接，以向测试装置输出预设电压，内阻仪与内阻仪接线口20b连接，以检测第一导电板21和第二导电板22之间的电阻和电压，并将检测结果反馈至控制器；多个导向杆31间隔地布置于第一安装座11和第二安装座12之间，每一导向杆31的下端与第一安装座11固定连接，第二安装座12上形成有通孔，导向杆31滑动地穿设于通孔中，第二安装座12相对导向杆31上下滑动。具体地，驱动机构与第一安装座11或第二安装座12驱动连接，当驱动机构与第一安装座11驱动连接时，第二安装座12固定不动，第一安装座11上下滑动；当驱动机构与第二安装座12驱动连接时，第一安装座11不动，驱动机构驱动第二安装座12带动导向杆31上下滑动。本实用新型实施例中，驱动机构与第二安装座12驱动连接。

本实用新型实施例的隔膜测试装置，测试时，将隔膜放置于第一导电板21 上，驱动机构驱动第二安装座12向靠近第一安装座11滑动，使得第二导电板 22和第二导电板22对隔膜产生预设挤压压力；电压源向测试装置输出预设电压，内阻仪通过内阻仪接线口20b检测第一导电板21和第二导电板22之间的电阻和电压。本实用新型实施例的隔膜测试装置可以进行包括但不限于电压击穿强度测试和绝缘阻值测试，当进行绝缘阻值测试时，只需要记录上述内阻仪检测的内阻即可，该内阻即为隔膜在当前外界条件(电压、温度以及挤压压力) 下的绝缘阻值；当进行电压击穿强度测试时，在上述条件下可以不断地升高电压源的输出电压，具体地，当隔膜被击穿时，相当于第一导电板21和第二导电板22短路，因此，当内阻仪检测的电压瞬间降低至0伏左右时，对应的电压即为当前外界条件(温度、挤压压力等)下的击穿电压。本实用新型实施例的隔膜测试装置，结构简单，通过多个导向杆31的导向作用，可以保证第二安装座 12的滑动精度和平稳性，保障了第一导电板21和第二导电板22之间的平行度，以保证隔膜各个部分承受挤压压力的一致性，使得测试数据的波动性较小，具有较强的参考性。

第一导电板21和第二导电板22的表面形成为粗糙表面，即第一导电板21 和第二导电板22的表面具备一定的粗糙度和阻抗值。进一步，第一导电板21 和第二导电板22的厚度为10mm～30mm，如此能使得第一导电板21和第二导电板22具有足够的结构强度，保证在挤压隔膜时自身不会发生变形，也能使得第一导电板21和第二导电板22的尺寸控制在合适范围，以兼顾测试装置的结构紧凑。

进一步，第一安装座11和第二安装座12大致呈板状，第一导电板21的相对两端呈弯折状，其弯折部位21’贴合于第一安装座11的相对两侧，第一导电板21上的电压源接线口20a和内阻仪接线口20b设置于第一导电板21的弯折部位21’。第二导电板22的相对两端呈弯折状，其弯折部位22’贴合于第二安装座12的相对两侧，第二导电板22上的电压源接线口20a和内阻仪接线口20b 设置于第一导电板21上的弯折部位22’，如此便于试验人员插接电压源和内阻仪。

需要说明的是，本实用新型实施例的测试装置，测试时，隔膜不需要浸润电解液等，因此，第一导电板21不需要设置各种凹槽来盛装电解液，也不需要设置各种密封圈来密封电解液等，因此，本实用新型实施例的测试装置结构简单，操作简便。

可以理解的是，为了便于第一导电板21和第二导电板22的安装和拆卸，第一导电板21可拆卸地安装于第一安装座11上，第二导电板22可拆卸地安装于第二安装座12上，例如通过螺钉、螺栓等紧固件20c可拆卸连接。为了避免螺钉、螺栓等紧固件20c影响第一导电板21和第二导电板22对隔膜的夹持，紧固件20c位于第一导电板21和第二导电板22的弯折部位。

第一安装座11具有一定的重量，保证测试时无振动干扰。第一安装座11 和第二安装座12的材质不限，可以是金属也可以是绝缘非金属，可以理解的是，当第一安装座11和第二安装座12为金属时，在第一安装座11和第一导电板 21之间需要设置绝缘层，以保证第一安装座11和第一导电板21之间绝缘；以及在第二安装座12和第二导电板22之间需要设置绝缘层，以保证第一安装座 11和第一导电板21之间绝缘。

为了防止第二安装座12向上滑动时脱离导向杆31，本实用新型实施例中，测试装置还包括限位件32，限位件32与导向杆31的上端部固定连接，且限位件32位于第二安装座12的背离第一安装座11的一侧，即位于第二安装座12 的上方。进一步，限位件32形成为螺母，也就是说，导向杆31的上端部上形成有外螺纹，螺母与导向杆31螺纹连接，如此可快速地实现限位件32和导向杆31的紧固连接，且不需要设置额外的连接结构，结构简单，装、卸方便。需要说明的是，导向杆31只有与螺母连接的部位形成有螺纹，导向杆31与第二安装座12相对滑动的部位没有螺纹，以避免对第二安装座12的滑动形成阻力。

为了能够监控第一导电板21和第二导电板22作用在隔膜上的挤压压力，本实施例中，隔膜测试装置还包括压力传感器(图未示)，每一导向杆31各配置一压力传感器，压力传感器与控制器连接，以准确获知上述的挤压压力，保证隔膜受压压力的一致性和可靠性，当挤压压力达到预设值时，控制器控制驱动机构停止驱动进而进入保压状态。进一步，隔膜测试系统还包括与控制器连接的报警器，当压力传感器检测的挤压压力大于预设值时，报警器发出报警信号，该报警信号可以是信号灯亮、或者是输出蜂鸣声等。

第一电加热件夹设于第一导电板21和第一安装座11之间，以通过第一导电板21加热隔膜的下表面；第二电加热件夹设于第二导电板22和第二安装座 12之间，以通过第二导电板22加热隔膜的上表面，如此隔膜的上下两侧得到均匀加热，以模拟隔膜在电芯受热时的情形。进一步，第一加热件和第二加热件的加热温度为20～130℃，以满足隔膜在各个温度条件下的模拟需求。

电压源输出至第一导电板21和第二导电板22的电压范围为0～5千伏，内阻仪检测电阻的范围为0至无穷大，以保证隔膜测试所需条件。

本实用新型实施例的测试系统的测试过程如下：

将隔膜放置于第一导电板21上，并将隔膜相对固定，例如用胶带将隔膜粘贴在第一导电板21上，或者将隔膜的两端贴附于第一导电板21的弯折部位等，防止隔膜由于轻薄而发生漂移；将内阻仪与内阻仪接线口20b连接，将电压源与电压源接口20a连通；在控制器中设置电压源输出至隔膜测试装置的电压，以及设置第一导电板21和第二导电板22对隔膜的挤压压力；准备就绪。

控制驱动机构驱动第二安装座12下移，当第一导电板21和第二导电板22 之间的挤压压力达到预设值时，驱动机构停止驱动并进入保压状态，以保持对隔膜的挤压压力；电压源输出预设电压至隔膜测试装置；内阻仪检测第一导电板21和第二导电板22之间的内阻即可。

可以理解的是，在上述测试过程中，可以对第一加热件和第二加热件供电，以模拟隔膜在某温度下的击穿电压和/或绝缘阻值。

上述的测试，可以在不同的温度条件、不同的挤压压力条件下进行测试。

本实用新型实施例的测试系统，通过对隔膜施加相同的挤压压力，测试不同的隔膜的击穿电压变化，探测不同隔膜工艺条件的上限；还可以用于输出不同挤压压力，测试隔膜的电压击穿强度，对比不同隔膜的差异性，同时为工艺参数的条件提供数据支撑；也可设定相同的电压、相同挤压压力，测试隔膜的绝缘阻值的分布，得出隔膜的一致性。

本实用新型实施例的测试装置，可以施加一定的温度、压力，测试隔膜在不同温度、压力条件下的击穿电压/绝缘阻值，得出不同隔膜的使用上限、一致性等数据，为制造热压条件提供数据支撑，保证短路率及后续电芯安全性能提供保证，同时降低企业在制造过程中因热压不良造成的经济损失。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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。

Claims (10)

1.隔膜测试装置，其特征在于，包括：

第一安装座(11)；

第二安装座(12)，所述第二安装座(12)间隔地设置于所述第二安装座(12)的上方；

第一导电板(21)，所述第一导电板(21)设置于所述第一安装座(11)的上表面，所述第一安装座(11)和所述第一导电板(21)相互绝缘；

第二导电板(22)，所述第二导电板(22)设置于所述第二安装座(12)的下表面，所述第一导电板(21)和所述第二导电板(22)对应设置，所述第一导电板(21)和所述第二导电板(22)上均形成有电压源接线口(20a)和内阻仪接线口(20b)，所述第二导电板(22)和所述第二安装座(12)相互绝缘；

多个导向杆(31)，多个所述导向杆(31)间隔地布置于所述第一安装座(11)和所述第二安装座(12)之间，每一所述导向杆(31)的下端与所述第一安装座(11)固定连接，所述第二安装座(12)上形成有通孔，所述导向杆(31)滑动地穿设于所述通孔中，所述第二安装座(12)沿所述导向杆(31)上下滑动。

2.根据权利要求1所述的隔膜测试装置，其特征在于，所述隔膜测试装置包括限位件(32)，所述限位件(32)与所述导向杆(31)的上端部固定连接，所述限位件(32)位于所述第二安装座(12)的背离所述第一安装座(11)的一侧。

3.根据权利要求2所述的隔膜测试装置，其特征在于，所述限位件(32)形成为螺母。

4.根据权利要求1所述的隔膜测试装置，其特征在于，所述隔膜测试装置包括压力传感器，所述压力传感器与所述导向杆(31)连接以检测所述第一导电板(21)和所述第二导电板(22)之间的挤压压力。

5.根据权利要求1所述的隔膜测试装置，其特征在于，所述隔膜测试装置包括第一电加热件和第二电加热件，所述第一电加热件夹设于所述第一导电板(21)与所述第一安装座(11)之间，所述第二电加热件夹设于所述第二导电板(22)与所述第二安装座(12)之间。

6.根据权利要求1所述的隔膜测试装置，其特征在于，所述第一导电板(21)和所述第二导电板(22)的两端均呈弯折状，所述第一导电板(21)两端的弯折部位分别贴合于所述第一安装座(11)的相对两侧，所述第二导电板(22)两端的弯折部位分别贴合于所述第二安装座(12)的相对两侧。

7.根据权利要求1所述的隔膜测试装置，其特征在于，所述第一导电板(21)的厚度为10mm～30mm；所述第二导电板(22)的厚度为10mm～30mm。

8.根据权利要求1所述的隔膜测试装置，其特征在于，所述第一导电板(21)和所述第二导电板(22)的表面形成为粗糙表面。

9.隔膜测试系统，其特征在于，所述测试系统包括驱动机构、控制器、电压源、内阻仪、以及权利要求1-8任一项所述的隔膜测试装置，所述电压源与所述电压源接线口(20a)连接，所述内阻仪与所述内阻仪接线口(20b)连接，所述驱动机构与所述第一安装座(11)或第二安装座(12)驱动连接，所述控制器与所述电压源、所述内阻仪以及所述驱动机构电连接。

10.根据权利要求9所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括与所述控制器连接的报警器，当所述第一导电板(21)和所述第二导电板(22)之间的挤压压力超过预设值时，所述报警器输出报警信号。