CN210571840U - 一种极片浸润性快速评价装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种极片浸润性快速评价装置，包括观察室、设于观察室内的浸润装置以及计时装置；所述浸润装置包括滴液装置以及设于滴液装置下方的测试槽位，所述计时装置用于对浸润测试过程进行计时。本实用新型中的极片浸润性快速评价装置能够迅速、方便的对极片的浸润性进行对比评价，利用单位体积的有机溶液滴在极片表面、利用计时装置进行计时的方式，用浸润时间来比较评价极片的浸润性，不仅能够在极短的时间内进行极片浸润性的对比，便于进行横向对比，而且通过渗透时间进行极片表面孔隙率的换算。

Description

一种极片浸润性快速评价装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池领域，具体涉及一种针对极片浸润性的快速评价装置。

背景技术

近年来，随着新能源技术与市场的发展，锂电池已经成为电动汽车最主要的动力电源之一。锂电池一般包括正负电极、电解液、隔膜和外壳四个部分，传统的锂离子电池正负极集流体使用的是平面铝箔和平面铜箔，正负极材料涂覆在6-20um厚的箔材表面，经烘干后制得电极，再进行组装制成锂离子电池，隔膜通常设置在电池的正负电极之间，主要作用是防止正负极间形成电子导通电路，同时又能够有允许离子导通，正负电极以及隔膜浸泡于外壳内的电解液中，锂离子电池工作时电解液渗入多孔电极的孔隙中，在液-固两相界面上进行电极反应，所以电解液对隔膜和正负电极的浸润性是电池的重要性能指标之一。锂离子电池极片涂层可看成一种复合材料，主要由三部分组成：(1)活性物质颗粒；(2)导电剂和黏结剂相互混合的组成相(碳胶相)；(3)孔隙，填满电解液。

现有技术中，电解液浸润性的测试较为繁琐，且在电解液密封方面的实验设备也较为复杂，导致实验操作时非常不便。例如通过测定材料对电解液的吸液性和持液性来推测电解液对材料的浸润性，将材料浸泡在电解液中，利用称重法计算浸泡前后材料重量的差值百分率。上述方法通过间接判断，目测或计时的方法来判断电解液的浸润性，误差较大，精确度低，并且由于所测试的正负极材料在粉体状态时未加入导电剂、粘结剂等成分，因此不能模拟真实电池内部电解液对极板和隔膜的浸润过程。现有技术中并没有任何能够对电池极片的浸润性进行快速高效评价的装置。

实用新型内容

为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单、使用表里，能快速高效进行电池极片浸润性评价的装置。

本实用新型所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本实用新型中提供的极片浸润性快速评价装置，包括观察室、设于观察室内的浸润装置以及计时装置；所述浸润装置包括滴液装置以及设于滴液装置下方的测试槽位，所述计时装置用于对浸润测试过程进行计时。

进一步地，所述观察室为透明结构。

进一步地，所述观察室上设有可开合的操作窗口。

进一步地，所述滴液装置包括设于所述观察室内的滴管，所述滴管内灌装测试液体；还包括设于所述观察室外的气压泵，所述气压泵与所述滴管的顶部通过泵气管进行连接，所述滴管本体的底部设有滴液孔，顶部仅设有与所述泵气管相连接的通孔，其他均为封闭结构；所述观察室壁上设有以供泵气管连接的通孔。

进一步地，所述观察室内壁上设有固定支架，所述固定支架设有卡扣结构用于卡接固定所述滴管，所述卡扣结构数量与所述滴管数量相同。

进一步地，所述滴管数量为2-6个。

进一步地，所述滴管直径为0.1-0.2mm。

进一步地，所述测试液体为聚碳酸酯。

进一步地，所述测试槽位的深度为1-2mm。

进一步地，所述计时装置为秒表。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型中的极片浸润性快速评价装置能够迅速、方便的对极片的浸润性进行对比评价，利用单位体积的有机溶液滴在极片表面、利用计时装置进行计时的方式，用浸润时间来比较评价极片的浸润性，不仅能够在极短的时间内进行极片浸润性的对比，便于进行横向对比，而且通过渗透时间进行极片表面孔隙率的换算。

2、本实用新型中的极片浸润性快速评价装置能够避免现有技术中的评价方式中极片上的多维孔隙结构中的封闭孔结构被计算入孔隙率而实际浸润过程中却无法浸润带来错误应用的问题，同时还能够对极片进行多次浸润性的评价(现有技术中的浸泡测试方法，极片一次测试完毕后就不能再进行使用，无法评价多次浸润性能)。

3、本实用新型中的极片浸润性快速评价装置结构简单、使用方便，能够根据实际需要设定所需要的尺寸，既适用于工厂内批量极片的评价比较，又能够适用于实验室所需。

附图说明

图1为本实用新型中极片浸润性快速评价装置的透视结构示意图；

图2为本实用新型中极片浸润性快速评价装置正面结构示意图；

附图标记说明如下：

1、气压泵；2、泵气管；3、滴管；4、观察室；5、计时器；6、测试槽位；7、待测试电极片；8、固定支架卡扣。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型实施例中提供的极片浸润性快速评价装置的透视结构图如附图1所示，从附图1中可以清楚看出本实施例中评价装置的整体结构。

具体为：

包括观察室4、设于观察室4内的浸润装置以及计时装置5，浸润装置包括滴液装置以及设于滴液装置下方的测试槽位6，计时装置5用于对浸润测试过程进行计时。在本实施例中，滴液装置包括设于观察室内的滴管3，滴管内灌装测试液体；还包括设于观察室4外的气压泵1，气压泵1与滴管3的顶部通过泵气管2进行连接；观察室壁上设有以供泵气管连接的通孔。滴管3本体的底部设有滴液孔，顶部仅设有与所述泵气管相连接的通孔，其他均为封闭结构，这样就使得可以利用气压泵通过泵气管向滴管内泵送气体从而控制滴管滴送液体。

为了便于观察，观察室4为透明结构，实际工作中可选择使用玻璃材质或者其他透明塑胶材料制成，观察室整体为封闭机构，只设有可开合的操作窗口，该操作窗口虽未在附图中进行标示，但是本领域技术人员应容易理解。该操作窗口在实际操作过程中宜设于侧壁上，且该侧壁最佳应选择为非固定滴管的侧壁，以避免操作窗口开合对试验过程造成影响。该操作窗口可采用合页结构或者其他现有技术中惯用的机械结构，只需满足本实施例所需功能即可。

为了固定滴管3，如附图2所示，观察室4内壁上设有固定支架(为了清楚显示透视结构，固定支架和卡扣结构在附图1中未画出)，所述固定支架设有卡扣结构8用于卡接固定滴管3，卡扣结构数量应与滴管数量相同。此处需说明的是，为使附图标记更加清楚，在本实用新型附图中仅对滴管3、卡扣结构8做了标示，此种处理应不影响对于其他相同滴管和卡扣结构功能以及位置关系的认定。

在本实施例中，滴管的数量为3个，在实际应用中，滴管数量优选2-6个，且滴管直径选用0.1-0.2mm即可满足使用，滴管的滴液口与待测试极片表面之间的具体根据测试的实际情况进行选择即可，在实际操作中，通过有限次试验即可获得该数据，在此不加赘述。由于评价过程需要肉眼进行观察记录，所以选用2-6个滴管构成的一个评价装置很容易让同一工位进行监控即可，便于标准化该装置。而滴管直径的选择是综合使用过程中的便利性和后续评价结果的可靠性综合得出的结论，滴管直径在0.1-0.2mm范围内滴出的液滴形状标准，利于一致性地进行评价。

在本实施例中所使用的的测试液体为聚碳酸酯，聚碳酸酯流动性好、价低易得。测试过程中将待测试极片7放置于测试槽位6中，测试槽位的深度为1-2mm为宜，既能够使极片放置于槽位中不会移动，而且还便于测试后取出极片。本实施例中说是使用的计时装置5为秒表，每一个测试滴管对应独立的秒表用于记录浸润时长。

具体的使用过程如下：

评价工艺开始之前，打开观察室的操作窗口，将待测试极片放置到测试槽位内，确认滴管内有足够的测试液体后，关闭操作窗口。启动气压泵，气压泵工作以后给滴管内一个压力，压出固定体积(1μL)的测试液体到待测试极片表面，同时秒表开始计时，直至测试液体完全渗入极片内部消失，然后停止计时。测试液体渗透时间的长短反应着电极浸润性(孔隙率)的好坏(多寡)。

本实用新型通过技术手段使电池中的电极在模切之前就判断出电极浸润性情况，通过多次的数据比对，可以决定后期化成电流/化成压力的大小，为设计提供参考，且测量同一电极多处的浸润时间，也可以判断出电极多处浸润性是否一致，避免成品电池后期电性能测试局部析锂。且结构上通过设备的气压泵动作，使得每次的泵出的测试液体定量。与单纯的孔隙率计算方式相比，避免了电极多维孔隙结构中存在的封闭孔结构被算入孔隙率而实际浸润过程中却无法浸润带来错误应用的问题。本实用新型的方法对于极片制造的好坏增加了新的快速评价，长时间的数据积累可以为后期化成电流/压力提供了最可靠的依据，避免了电池的电化学性能不良。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种极片浸润性快速评价装置，其特征在于：

包括观察室、设于观察室内的浸润装置以及计时装置；

所述浸润装置包括滴液装置以及设于滴液装置下方的测试槽位，所述计时装置用于对浸润测试过程进行计时。

2.如权利要求1所述极片浸润性快速评价装置，其特征在于：所述观察室为透明结构。

3.如权利要求2所述极片浸润性快速评价装置，其特征在于：所述观察室上设有可开合的操作窗口。

4.如权利要求1所述极片浸润性快速评价装置，其特征在于：所述滴液装置包括设于所述观察室内的滴管，所述滴管内灌装测试液体；还包括设于所述观察室外的气压泵，所述气压泵与所述滴管的顶部通过泵气管进行连接；所述滴管本体的底部设有滴液孔，顶部仅设有与所述泵气管相连接的通孔，其他均为封闭结构；所述观察室壁上设有以供泵气管连接的通孔。

5.如权利要求4所述极片浸润性快速评价装置，其特征在于：所述观察室内壁上设有固定支架，所述固定支架设有卡扣结构用于卡接固定所述滴管，所述卡扣结构数量与所述滴管数量相同。

6.如权利要求4所述极片浸润性快速评价装置，其特征在于：所述滴管数量为2-6个。

7.如权利要求4所述极片浸润性快速评价装置，其特征在于：所述滴管直径为0.1-0.2mm。

8.如权利要求4所述极片浸润性快速评价装置，其特征在于：所述测试液体为聚碳酸酯。

9.如权利要求1所述极片浸润性快速评价装置，其特征在于：所述测试槽位的深度为1-2mm。

10.如权利要求1所述极片浸润性快速评价装置，其特征在于：所述计时装置为秒表。

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