CN220729991U - 一种涂碳铜箔涂层强度的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种涂碳铜箔涂层强度的检测装置，所述涂碳铜箔涂层强度的检测装置包括检测平台和拉动擦拭装置；检测平台的顶部，固定设置有左右对称分布的第一连接板和第二连接板；第一连接板和第二连接板，分别与第一压杆的一端和第二压杆的一端相铰接；第一压杆和第二压杆，用于压紧待测试的涂碳铜箔的两端；检测平台的顶部，设置有下凹的导向轨道；导向轨道，位于第一压杆和第二压杆之间的位置；导向轨道中，放置有待测试的涂碳铜箔；拉动擦拭装置，用于对待测试的涂碳铜箔的顶面，进行滚动擦拭。本实用新型能够可靠地对涂碳铜箔的涂层强度进行检测，很好地表征涂碳铜箔上涂层的状态，有效消除现有的人工擦拭方法存在的人工擦拭误差。

Description

一种涂碳铜箔涂层强度的检测装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种涂碳铜箔涂层强度的检测装置。

背景技术

商用锂离子电池一般采用铜箔为负极集流体，铜箔柔韧性好，导电性优异，是理想的负极箔材。但是，铜箔对活性物质的粘附力有限，电池接触阻抗较大，部分活性物质在循环期间还可能发生脱落而导致电池性能衰减。一些厂家引入了涂碳铜箔来解决该问题。

涂碳铜箔中涂覆的导电碳层，不仅能够提供良好的静态导电性能，收集活性物质的微电流，从而大幅降低活性物质与铜箔之间的接触电阻，还能够改善活性物质和箔材之间的接触界面，提高两者之间的附着能力，减轻电池循环过程中的负极掉粉问题。

关于铜箔的检测，一般包括尺寸、延伸率、抗拉强度和导电性等方面的内容。而对于涂碳铜箔，由于有涂碳层的存在，涂碳层和光箔之间的涂层强度也是品质检测的一个重要指标。

鉴于使用涂碳层的目的之一便是提升活性物质与集流体之间的粘结力，减轻电池循环过程中的极片掉粉问题，这就意味着涂层自身必须具有良好的强度，因而找到一个合适的评判涂层强度的方法尤为重要。

目前，涂碳铜箔的涂层强度评测方法，主要有擦拭测试方法。擦拭测试法操作简单，常出现于评测标准中。但是，对于在目前现有的集流体擦拭测试中，多依靠人力直接对涂碳铜箔的涂层表面进行擦拭，由于不同的操作人员的擦拭力度不一致，从而导致测试结果的误差较大，

但是，目前行业中还没有一种技术，能够可靠地对涂碳铜箔的涂层强度进行检测。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种涂碳铜箔涂层强度的检测装置。

为此，本实用新型提供了一种涂碳铜箔涂层强度的检测装置，包括检测平台和拉动擦拭装置；

检测平台的顶部，固定设置有左右对称分布的第一连接板和第二连接板；

第一连接板和第二连接板，分别与第一压杆的一端和第二压杆的一端相铰接；

第一压杆和第二压杆，用于压紧待测试的涂碳铜箔的两端；

检测平台的顶部，设置有下凹的导向轨道；

导向轨道，位于第一压杆和第二压杆之间的位置；

导向轨道中，放置有待测试的涂碳铜箔；

拉动擦拭装置，用于对待测试的涂碳铜箔的顶面，进行滚动擦拭。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种涂碳铜箔涂层强度的检测装置，其设计科学，能够可靠地对涂碳铜箔的涂层强度进行检测，很好地表征涂碳铜箔上涂层的状态，有效消除现有的人工擦拭方法存在的人工擦拭误差，具有重大的实践意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种涂碳铜箔涂层强度的检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图1，本实用新型提供了一种涂碳铜箔涂层强度的检测装置，包括检测平台1和拉动擦拭装置；

检测平台1的顶部，固定设置有左右对称分布的第一连接板2和第二连接板4；

第一连接板2和第二连接板4，分别与第一压杆3的一端和第二压杆5的一端相铰接(可转动地连接)；

第一压杆3和第二压杆5，用于压紧待测试的涂碳铜箔的两端；

检测平台1的顶部，设置有下凹的导向轨道12；

导向轨道12，位于第一压杆3和第二压杆5之间的位置；

导向轨道12中，放置有待测试的涂碳铜箔；

拉动擦拭装置，用于对待测试的涂碳铜箔的顶面，进行滚动擦拭。

在本实用新型中，具体实现上，检测平台1水平布置；

在本实用新型中，具体实现上，第一连接板2和第二连接板4相互平行；

在本实用新型中，具体实现上，第一压杆3和第二压杆5相互平行；

在本实用新型中，具体实现上，第一压杆3的一端，通过横向分布的第一转轴(作为铰接轴)与第一连接板2相铰接；

第二压杆5的一端，通过横向分布的第二转轴(作为铰接轴)与第二连接板4相铰接。

在本实用新型中，具体实现上，当第一压杆3和第二压杆5的底面均与检测平台1的顶面相接触时，导向轨道12的两端分别与第一压杆3和第二压杆5相对的一侧下端相接。

具体实现上，检测平台1的顶面为水平面；

导向轨道12，与第一压杆3和第二压杆5在检测平台1顶面上的投影垂直相交。

具体实现上，导向轨道12的前后两侧，分别具有导轨前侧边缘6与导轨后侧边缘7；

导轨前侧边缘6与导轨后侧边缘7相互平行。

在本实用新型中，具体实现上，拉动擦拭装置，包括滑轮8；

滑轮8的底部，位于导向轨道12中。

具体实现上，拉动擦拭装置，还包括椎体9；

椎体9的下端，与滑轮8的中心位置相枢接(可旋转地连接)；

椎体9的顶部，与套管10的一端相连接；

具体实现上，套管10的另一端，与手扶杆11的一端相连接。

需要说明的是，具体实现上，套管10是金属套管，例如是不锈钢的套管；手扶杆11是轻质的拉杆，例如是塑料材质的拉杆。

具体实现上，套管10为一端开口的中空结构；

套管10的内腔，设置有弹簧且与弹簧的一端固定连接；

手扶杆11的一端，穿过套管10的一端开口后插入到套管10中，且与弹簧的另一端固定连接。

进一步地，手扶杆11的外径，小于(具体是略小于)套管10的内径，并通过弹簧与套管10相连接。

具体实现上，滑轮8的轮重量为1.5-3kg；

具体实现上，滑轮8的轮径宽度，等于导轨前侧边缘6与导轨后侧边缘7之间的间距，即等于导向轨道12的纵向宽度。

具体实现上，滑轮8的周向外侧，包覆有无纺布；

进一步地，所述无纺布，是涂有有机溶剂的无纺布。

进一步地，所述有机溶剂，为碳酸酯类电解液常用溶剂，用于模拟电池电芯在实际应用中的电解液浸泡环境；该有机溶剂包括但不限于DMC、PC、EC和EMC等，纯度≥99％。

为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例，来说明本实用新型的工作过程。

实施例

首先，取样，将涂碳铜箔裁剪成能够放置于检测平台1上的形状，固定在第一压杆3和第二压杆5下方；

然后，在滑轮8上包覆一层涂有DMC溶剂的无纺布；

然后，将拉动擦拭装置置于检测平台1上，在导向轨道12中来回推拉手扶杆11，并观察箔材情况，如果涂碳铜箔未出现露箔的情况，说明此样品在该测试条件下能够通过耐DMC擦拭，涂层强度符合要求；相反，如果出现了露箔的情况，则说明此样品的耐DMC擦拭性能不佳，涂层强度不够，不符合要求。

基于本实用新型，还可以量化耐DMC溶剂擦拭的性能，对比不同样品耐溶剂擦拭的程度。首先，在推拉手扶杆11时的速度应保持一致，尽量使得涂碳铜箔样品和滑轮之间的摩擦力由拉动装置的重力提供，且垂直方向上样品所受的外力是固定的，仅与拉动装置的质量有关，以保障擦拭时样品受力大小一致；其次，推拉时总是以滑轮8碰触到第一压杆3或第二压杆5为标准停止，因为第一压杆3和第二压杆5之间的距离是固定的，可以将推动和拉回做为一个单元，每5个单元观察其露箔的情况，或反复推拉直至出现露箔，记录滑轮滑动的距离。这样就可以将耐DMC溶剂擦拭表征为具体的位移，可以更好的在研发和生产上提供数据，从而研发出涂层强度更好的涂碳铜箔。

综上所述，对于本实用新型，其通过在检测平台上用蘸取有机溶剂的无纺布对涂碳铜箔的涂碳层进行擦拭，检测平台上装有用于固定样品的固定件，靠拉动装置的重力来控制每次擦拭力度的大小，靠两个压杆之间的距离来控制滑动的距离，从而消除人工擦拭误差，对涂层强度有一个直接的量化评测。

其中，人工误差主要是指在擦拭过程中，垂直于涂碳层方向上的力难以控制；而采用具有固定重力的装置时，垂直方向上的力即等于mg(m指装置的质量，kg；g为重力加速度，N/kg)，因此同样的装置，即使操作人员不同，擦拭时在垂直方向上的力也是相同的。

因此，本实用新型，是一种在对涂碳铜箔进行滚动擦拭时，通过重力控制擦拭力度的装置，消除了人工手动擦拭的误差。

通过本实用新型，可以很好表征涂碳铜箔上涂碳层的状态，通过使用该工装可以量化耐溶剂擦拭的性能，即可以评测涂碳铜箔涂层的强度。

与现有技术相比较，采用本装置在实际评测过程中，待测涂碳铜箔箔材在垂直方向上的力是恒定的，消除了人工施力误差。

此外，本实用新型中，用于擦拭所采用的有机溶剂为碳酸酯类电解液常用有机溶剂。

本实用新型是一种可以直接量化评测涂碳铜箔的涂层强度的装置，使用该装置进行测试，测试结果具有较强的平行性及准确性，提升了测试结果的真实度和可靠性，无需将涂碳铜箔制成电池后再进行测试，大大降低了生产成本，同时，还提供一种适合涂碳铜箔擦拭的有机溶剂，填补了涂碳铜箔涂层强度测试的空白。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种涂碳铜箔涂层强度的检测装置，其特征在于，包括检测平台(1)和拉动擦拭装置；

检测平台(1)的顶部，固定设置有左右对称分布的第一连接板(2)和第二连接板(4)；

第一连接板(2)和第二连接板(4)，分别与第一压杆(3)的一端和第二压杆(5)的一端相铰接；

第一压杆(3)和第二压杆(5)，用于压紧待测试的涂碳铜箔的两端；

检测平台(1)的顶部，设置有下凹的导向轨道(12)；

导向轨道(12)，位于第一压杆(3)和第二压杆(5)之间的位置；

导向轨道(12)中，放置有待测试的涂碳铜箔；

拉动擦拭装置，用于对待测试的涂碳铜箔的顶面，进行滚动擦拭。

2.如权利要求1所述的涂碳铜箔涂层强度的检测装置，其特征在于，检测平台(1)水平布置；

第一连接板(2)和第二连接板(4)相互平行；

第一压杆(3)和第二压杆(5)相互平行。

3.如权利要求1所述的涂碳铜箔涂层强度的检测装置，其特征在于，第一压杆(3)的一端，通过横向分布的第一转轴与第一连接板(2)相铰接；

第二压杆(5)的一端，通过横向分布的第二转轴与第二连接板(4)相铰接。

4.如权利要求1所述的涂碳铜箔涂层强度的检测装置，其特征在于，当第一压杆(3)和第二压杆(5)的底面均与检测平台(1)的顶面相接触时，导向轨道(12)的两端分别与第一压杆(3)和第二压杆(5)相对的一侧下端相接。

5.如权利要求1所述的涂碳铜箔涂层强度的检测装置，其特征在于，检测平台(1)的顶面为水平面；

导向轨道(12)，与第一压杆(3)和第二压杆(5)在检测平台(1)顶面上的投影垂直相交。

6.如权利要求1所述的涂碳铜箔涂层强度的检测装置，其特征在于，导向轨道(12)的前后两侧，分别具有导轨前侧边缘(6)与导轨后侧边缘(7)；

导轨前侧边缘(6)与导轨后侧边缘(7)相互平行。

7.如权利要求1至6中任一项所述的涂碳铜箔涂层强度的检测装置，其特征在于，拉动擦拭装置，包括滑轮(8)；

滑轮(8)的底部，位于导向轨道(12)中。

8.如权利要求7所述的涂碳铜箔涂层强度的检测装置，其特征在于，拉动擦拭装置，还包括椎体(9)；

椎体(9)的下端，与滑轮(8)的中心位置相枢接；

椎体(9)的顶部，与套管(10)的一端相连接。

9.如权利要求8所述的涂碳铜箔涂层强度的检测装置，其特征在于，套管(10)的另一端，与手扶杆(11)的一端相连接；

套管(10)为中空结构；

套管(10)的内腔，设置有弹簧且与弹簧的一端固定连接；

手扶杆(11)的一端，穿过套管(10)的一端开口后插入到套管(10)中，且与弹簧的另一端固定连接。

10.如权利要求8所述的涂碳铜箔涂层强度的检测装置，其特征在于，滑轮(8)的轮径宽度，等于导向轨道(12)的纵向宽度；

滑轮(8)的周向外侧，包覆有无纺布；

所述无纺布，是涂有有机溶剂的无纺布。