CN213633690U - 一种锂离子电池隔膜击穿电压测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池隔膜击穿电压测试装置，包括脉冲高电压短路测试仪、上绝缘板、正极片、负极片、待测试隔膜和固定卷芯的下绝缘板，正极片、负极片与待测试隔膜以卷绕方式组装成卷芯；脉冲高电压短路测试仪引出的第一根导线与正极片连接，第二根导线与负极片连接。测试方法：S1.调节上绝缘板加压的压力，打开脉冲高电压短路测试仪开关，开始测试；S2.如果待测试隔膜被击穿，脉冲高电压短路测试仪检测到漏电流报警，结束测试，记录此时击穿电压值；S3.重复以上测试，取平均值，筛选隔膜。本实用新型击穿电压测试结果可靠，有效筛选隔膜，防止不良品的产生，降低生产成本，消除安全隐患。

Description

一种锂离子电池隔膜击穿电压测试装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池隔膜击穿电压测试装置。

背景技术

由于具有较好的化学稳定性和优异的物理性能，微孔聚乙烯薄膜被广泛应用在二次锂离子电池，如手机电池、笔记本电池、电动工具电池和动力汽车电池等。在锂离子电池中，隔膜的主要作用是使电池的正负极分隔开来，防止两极接触而短路；在一般的电池加工过程中，由于正负极的粉尘及毛刺均是容易带来短路的因素，故一般锂离子电池厂家在完成电芯组装工序后，会对其进行在高压下测试短路，以便挑选出容易短路的电芯。

现有技术，公开号CN104090217A的中国专利，采用静态直流测试方式，测试时间长，效率低；公开号CN210427706U的的中国专利，测试对象为膜面的一点或局部面，而在实际应用中，隔膜一般以卷的方式大面积存在于电池中，如果要分析大面积隔膜中的最低击穿电压，需要反复取样测试，操作繁琐；现有的测试方法简单，美欧考虑实际应用中，隔膜与极片在制造过程的交互作用关系，比如制造过程极片掉粉、设备异物，卷芯加压整形，异物和加压对隔膜击穿电压测试均会产生影响。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作简便、检测准确率高、可单人独立完成的锂离子电池隔膜击穿电压测试装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种锂离子电池隔膜击穿电压测试装置，包括脉冲高电压短路测试仪、对测试样加压的上绝缘板、双面涂覆活性物质的正极片、双面涂覆活性物质的负极片、待测试隔膜和用于固定卷芯的下绝缘板，所述正极片、负极片与待测试隔膜以卷绕方式组装成所述卷芯；所述脉冲高电压短路测试仪引出的第一根导线与所述正极片连接，第二根导线与所述负极片连接。

进一步地，所述上绝缘板与下绝缘板平行。

进一步地，所述第一根导线和第二根导线均与上绝缘板、下绝缘板平行放置。

进一步地，所述待测试隔膜包覆所述负极片的超出距离：1～3mm。

进一步地，所述负极片包覆正极片的超出距离：1～3mm。

进一步地，所述卷芯的层数：5～30层。

上述锂离子电池隔膜击穿电压测试装置的测试方法，包括以下步骤：

S1.调节对上绝缘板加压的压力，打开脉冲高电压短路测试仪开关，开始测试；

S2.如果待测试隔膜被击穿，脉冲高电压短路测试仪检测到漏电流报警，结束测试，记录此时击穿电压值；

S3.重复以上测试，记录多个击穿电压值，取平均数值，筛选隔膜。

进一步地，步骤S1，压力范围：0～1MPa，加压时间：10～60s。

进一步地，所述脉冲高电压短路测试仪的设置条件，起始电压：0～100V，终止电压：0.1～4KV，步幅电压：1～10V，充电时间：10～1000ms，间隔时间：10～1000ms。

与现有技术相比，本实用新型采用脉冲高电压短路测试仪，可在极短的时间内，电压从0V按一定步幅电压扫描至4KV，在极短的时间内检测出常态下很难检测出的击穿电压值；测量装置可施加恒定压力，并且施压时间可控，测试对象为卷芯，包含正极片、负极片和隔膜，贴近实际制造过程中击穿电压的检测条件，与隔膜在锂离子电池中应用环境一致，击穿电压测试结果可靠，可有效筛选隔膜，防止不良品的产生，降低生产成本，消除后期充放电过程中隔膜被击穿的安全隐患。

附图说明

图1本实用新型锂离子电池隔膜击穿电压测试装置的总体结构示意图；

图2卷芯的具体的结构(其中，每个黑点均是突出的极耳，然后对极耳进行焊接再连接至脉冲高电压短路测试仪上)；

图1-2标记含义如下：1-脉冲高电压短路测试仪，2-上绝缘板，3-正极片，4-负极片，5-待测试隔膜，6-下绝缘板，7-第一根导线，8-第二根导线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

一种锂离子电池隔膜击穿电压测试装置，如图1-2所示，包括脉冲高电压短路测试仪1、对测试样加压的上绝缘板2、双面涂覆活性物质的正极片3、双面涂覆活性物质的负极片4、待测试隔膜5和用于固定卷芯的下绝缘板6，所述正极片3、负极片4与待测试隔膜5以卷绕方式组装成所述卷芯；所述脉冲高电压短路测试仪1引出的第一根导线7与所述正极片3连接，第二根导线8与所述负极片4连接。

所述上绝缘板2与下绝缘板6平行，所述第一根导线7和第二根导线8均与上绝缘板2、下绝缘板6平行放置。

具体而言，所述卷芯的结构由一层正极片3，中间层是待测试隔膜5，再一层是负极片4组成，三层进行卷绕，形成正极片3包覆负极片4，负极片4又包覆正极片3的结构，收尾的时，负极片4比正极片3多出的距离为超出距离。

所述待测试隔膜5包覆所述负极片4的超出距离为2mm，所述负极片4包覆正极片3的超出距离为2mm，所述卷芯的层数为16层，贴近隔膜在电池制造中的真实状态，测量的击穿电压数值更准确。

上述锂离子电池隔膜击穿电压测试装置的测试方法，包括以下步骤：

S1.调节对上绝缘板2加压的压力，该压力范围：0～1MPa，加压时间：35s，贴近隔膜在电池制造中的真实状态，测得的击穿电压数值更准确；

打开脉冲高电压短路测试仪1开关，开始测试；

其中，所述脉冲高电压短路测试仪1的设置条件，起始电压：50V，终止电压：2.5KV，步幅电压：5V，充电时间：500ms，间隔时间：500ms，可在极短的时间内检测出常态下很难检测出的击穿电压值。

S2.如果待测试隔膜5被击穿，脉冲高电压短路测试仪1检测到漏电流报警，结束测试，记录此时击穿电压值；

S3.重复以上测试，记录六个击穿电压值，取平均值，筛选隔膜。

本实用新型采用脉冲高电压短路测试仪，可在极短的时间内，电压从0V按一定步幅电压扫描至4KV，在极短的时间内检测出常态下很难检测出的击穿电压值；测量装置可施加恒定压力，并且施压时间可控，测试对象为卷芯，包含正极片、负极片和隔膜，贴近实际制造过程中击穿电压的检测条件，与隔膜在锂离子电池中应用环境一致，击穿电压测试结果可靠，可有效筛选隔膜，防止不良品的产生，降低生产成本，消除后期充放电过程中隔膜被击穿的安全隐患。

上述实施例仅是本实用新型的较优实施方式，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种锂离子电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，包括脉冲高电压短路测试仪(1)、对测试样加压的上绝缘板(2)、双面涂覆活性物质的正极片(3)、双面涂覆活性物质的负极片(4)、待测试隔膜(5)和用于固定卷芯的下绝缘板(6)，所述正极片(3)、负极片(4)与待测试隔膜(5)以卷绕方式组装成所述卷芯；所述脉冲高电压短路测试仪(1)引出的第一根导线(7)与所述正极片(3)连接，第二根导线(8)与所述负极片(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，所述上绝缘板(2)与下绝缘板(6)平行。

3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，所述第一根导线(7)和第二根导线(8)均与上绝缘板(2)、下绝缘板(6)平行放置。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种锂离子电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，所述待测试隔膜(5)包覆所述负极片(4)的超出距离：1～3mm。

5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，所述负极片(4)包覆正极片(3)的超出距离：1～3mm。

6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，所述卷芯的层数：5～30层。

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