CN215575358U - 一种用于隔膜离子电导率测试的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于隔膜离子电导率测试的装置，包括压力控制系统、上压板、模拟电池、下底板和温度控制系统，将待测的隔膜封装成模拟电池后，将模拟电池放入本测试装置，设置目标温度和压力后，将模拟电池连接电化学工作站测得模拟电池的内阻，代入公式便可得到待测隔膜的离子电导率。采用本装置，可对同一块模拟电池可进行不同条件下测试，更利于横向结果对比；本装置能够设置测试时的温度，能够对低温型及高温型电池的使用情况测试；本测试系统可调节模拟电池受测时的压力，以表征电池实际使用时因内部或外界导致的隔膜受压情况，便于测试受到不同压力时的隔膜离子电导率。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池隔膜测试领域，具体属于一种用于隔膜离子电导率测试的装置。
背景技术
近年来，锂离子电池行业快速发展，锂离子电池已广泛应用于汽车动力、电力储能、便携式电子产品和电动工具等各方面，人们对于电池的充放电效率、使用的不同高低温环境也有了更高的要求，作为锂离子电池四大主材之一的隔膜，在其中起着较为关键的作用，离子电导率表征了隔膜对于锂离子的透过能力，常规测试只是测试隔膜常温常压下的离子电导率值，难以对电池实际应用中的状态进行准确衡量，如果想要让测试结果更贴近电池实际应用中的状态，就需要测试隔膜在不同温度不同压力下的离子电导率值。
发明内容
本实用新型的目的是针对以上问题，提供一种用于隔膜离子电导率测试的装置，它可以测试不同温度不同压力下隔膜的离子电导率，结合用于不同使用温度和压力条件的电池，模拟电池内部的实际使用状态。
为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种用于隔膜离子电导率测试的装置，包括压力控制系统、温度控制系统、模拟电池、上压板和下底板，上压板安装在压力控制系统底部，下底板安装在底座上，模拟电池置于下底板上,上压板和下底板能对放置在下底板上的模拟电池施加压力；所述上压板和下底板都是能容纳温控介质的空心结构，上压板和下底板的空心结构分别通过管路与温度控制系统相连通，温度控制系统能够控制上压板和下底板的温度。
进一步地，所述的模拟电池是由隔膜、金属箔材、铝塑膜和电解液构成，将一层隔膜置于两片金属箔材之间，再用铝塑膜包裹金属箔材，并在其中注入电解液后封装得到模拟电池。
进一步地，所述的模拟电池是由隔膜、金属箔材、铝塑膜和电解液构成，将双层隔膜置于两片金属箔材之间，再用铝塑膜包裹金属箔材，并在其中注入电解液后封装得到模拟电池。进一步地，所述上压板和下底板都是空心结构，上压板和下底板的空心结构中能容纳温控介质，上压板设置有上压板温控介质入口和上压板温控介质出口，下底板设置有下底板温控介质入口和下底板温控介质出口，上压板温控介质入口、上压板温控介质出口、下底板温控介质入口和下底板温控介质出口均与温度控制系统连接，温度控制系统能将上压板和下底板温度控制在-10℃-150℃。
进一步地，所述压力控制系统固定在支撑板上方，支撑板上开有供上压板通过的开口，支撑板由支撑杆支撑，支撑杆一端固定在支撑板下方，支撑杆另一端固定在底座上，支撑杆数量为四根。
进一步地，所述支撑板和底座形状大小相同。
进一步地，上压板和下底板规格完全相同，下底板的位置在上压板的正下方。
进一步地，所述压力控制系统为气缸，能在上压板和下底板之间提供0-1MPa的工作压力。
进一步地，所述两片金属箔材上各有一个极耳，两个极耳是封装后的模拟电池的两极。
进一步地，所述金属箔材为铝箔或铜箔，厚度为5-30μm。
本实用新型的有益效果为：
1.本测试装置采用的模拟电池便于组装，密封性更好，且同一块模拟电池可进行不同条件下测试，更利于横向结果对比。
2.本测试装置采用的温度控制系统可控制温度在-10—150℃，满足于低温型及高温型电池的使用情况测试。
3.本测试装置采用的压力控制系统可调节压力，以表征电池实际使用时因内部或外界导致的隔膜受压情况，便于测试受到不同压力时的隔膜离子电导率。
附图说明
图1是本测试装置的结构示意图。
图2是模拟电池的结构示意图。
图中1、压力控制系统；2、上压板温控介质入口；3、上压板温控介质出口；4、温度控制系统；5、下底板温控介质入口；6、下底板温控介质出口；7、底座；8、下底板；9、模拟电池；10、上压板；11、支撑杆；12、支撑板；13、铝塑膜；14、金属箔材；15、隔膜；16、极耳。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
如图1所示一种用于隔膜离子电导率测试的装置，包括压力控制系统1、上压板10、下底板8、模拟电池9和温度控制系统4，上压板10安装在压力控制系统1的底部，压力控制系统1安装在支撑板12上，支撑板12上开有缺口供上压板10上下活动，支撑板12由四根支撑杆11支撑，支撑杆11的一端安装在支撑板12下方，支撑杆11的另一端安装在底座7上，底座7上安装有下底板8，下底板8上放有被测的模拟电池9。
上压板10和下底板8都是中空的，中空部分能够容纳温控介质，上压板10的上压板温控介质入口2和上压板温控介质出口3与温度控制系统4连接，下底板8的下底板温控介质入口5和下底板温控介质出口6与温度控制系统4连接。
待测的隔膜15两侧放置金属箔材14，将隔膜15和其两侧的金属箔材14一起用铝塑膜13包裹，在其中注入电解液后封装成为模拟电池9，两片金属箔材14上各有一个极耳16，封装后极耳16作为模拟电池9的两极。
测试时，将待测的隔膜15根据图2的结构制作两块模拟电池9，分别是一层隔膜15的模拟电池9和双层隔膜15的模拟电池9，两块模拟电池9除了隔膜15的层数不同，其他规格均相同，分别将两块模拟电池9放在下底板8上，用电化学工作站连接模拟电池9的两极耳16，调节压力控制系统1使上压板10和下底板8对模拟电池9施以所需的压力，控制温度控制系统4使上压板10和下底板8处于目标温度，在同温同压的情况下，分别对含有一层待测的隔膜15的模拟电池9和含有两层待测的隔膜15的模拟电池9进行测试，通过电化学工作站进行交流阻抗测试，分别读出两次测试时的内阻，一层隔膜15的模拟电池9的内阻记为Rb1，两层隔膜15的模拟电池9的内阻记为Rb2，代入公式σ＝d/((Rb2-Rb1)×S)即可得到要测试的隔膜的离子电导率σ，式中，d为隔膜厚度，S为测试隔膜面积。
Claims (10)
1.一种用于隔膜离子电导率测试的装置，其特征在于，包括：压力控制系统(1)、上压板(10)、模拟电池(9)、下底板(8)和温度控制系统(4)，上压板(10)安装在压力控制系统(1)底部，下底板(8)安装在底座(7)上，模拟电池(9)置于下底板(8)上,上压板(10)和下底板(8)能对放置在下底板(8)上的模拟电池(9)施加压力；所述上压板(10)和下底板(8)都是能容纳温控介质的空心结构，上压板(10)和下底板(8)的空心结构分别通过管路与温度控制系统(4)相连通，温度控制系统(4)能够控制上压板(10)和下底板(8)的温度。
2.根据权利要求1所述的用于隔膜离子电导率测试的装置，其特征在于，所述的模拟电池(9)是由隔膜(15)、金属箔材(14)、铝塑膜(13)和电解液构成，将一层隔膜(15)置于两片金属箔材(14)之间，再用铝塑膜(13)包裹金属箔材(14)，并在其中注入电解液后封装得到模拟电池(9)。
3.根据权利要求1所述的用于隔膜离子电导率测试的装置，其特征在于，所述的模拟电池(9)是由隔膜(15)、金属箔材(14)、铝塑膜(13)和电解液构成，将双层隔膜(15)置于两片金属箔材(14)之间，再用铝塑膜(13)包裹金属箔材(14)，并在其中注入电解液后封装得到模拟电池(9)。
4.根据权利要求1所述的用于隔膜离子电导率测试的装置，其特征在于，所述上压板(10)设置有上压板温控介质入口(2)和上压板温控介质出口(3)，下底板(8)设置有下底板温控介质入口(5)和下底板温控介质出口(6)，上压板温控介质入口(2)、上压板温控介质出口(3)、下底板温控介质入口(5)和下底板温控介质出口(6)均与温度控制系统(4)连接，温度控制系统(4)能将上压板(10)和下底板(8)温度控制在-10℃-150℃。
5.根据权利要求1所述的用于隔膜离子电导率测试的装置，其特征在于，所述压力控制系统(1)固定在支撑板(12)上方，支撑板(12)上开有供上压板(10)通过的开口，支撑板(12)由支撑杆(11)支撑，支撑杆(11)一端固定在支撑板(12)下方，支撑杆(11)另一端固定在底座(7)上，支撑杆(11)数量为四根。
6.根据权利要求1所述的用于隔膜离子电导率测试的装置，其特征在于，所述支撑板(12)和底座(7)形状大小相同。
7.根据权利要求1所述的用于隔膜离子电导率测试的装置，其特征在于，上压板(10)和下底板(8)规格完全相同，下底板(8)的位置在上压板(10)的正下方。
8.根据权利要求1所述的用于隔膜离子电导率测试的装置，其特征在于，所述压力控制系统(1)为气缸，能在上压板(10)和下底板(8)之间提供0-1MPa的工作压力。
9.根据权利要求2或3所述的用于隔膜离子电导率测试的装置，其特征在于，所述两片金属箔材(14)上各有一个极耳(16)，两个极耳是封装后的模拟电池(9)的两极。
10.根据权利要求1所述的用于隔膜离子电导率测试的装置，其特征在于，所述金属箔材(14)为铝箔或铜箔，厚度为5-30μm。
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| CN117110712A (zh) * | 2023-08-08 | 2023-11-24 | 江苏风驰碳基新材料研究院有限公司 | 一种钠离子电池正极离子电导率测试装置 |
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