专利名称：：锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法及装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及电池
技术领域：
，尤其涉及一种锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法及装置。
背景技术：
：锂离子电池中设置于其正、负极间的隔膜的作用是将正、负极隔离防止电子通过，但允许离子通过，当锂离子电池发生异常时隔膜能够阻止离子通过，使电池反应停止，提高电池的安全性，因此隔膜的性能对锂离子电池的综合性能起到非常重要的作用。由于锂离子电池中的隔膜有无数微孔,其安全性是隔膜在应用时首先考虑的问题。当锂离子电池短路时生成的热量使其温度升高，隔膜受热后收缩孔径变小以至微孔闭塞，会切断电流通过锂离子电池的回路，阻止离子通过，阻止其内部温度升高,制止火灾事故的发生，从而达到安全防护的目的；当锂离子电池中的温度继续升高，由于隔膜熔化,粘度降低,达到某一温度时隔膜会破裂，若隔膜破裂太早，正、负极会直接接触，这是非常危险的,因此在隔膜的微孔闭塞温度即闭孔温度以上使隔膜保持其形状是非常必要的,且隔膜破裂温度即破膜温度越高,阻止离子通过的时间就越长,锂离子电池的安全性就越高。因此隔膜的闭孔温度与破膜温度对锂离子电池的安全性起到非常重要的作用。目前，不同种类、不同规格系列的隔膜性能各不相同,但隔膜供应商也未提供出隔膜的安全使用的温度范围，很多使用厂家也不能对此进行有效的测试,因此，使锂离子电池制作中隔膜的选用仍处于盲目状态，存在;f艮大安全隐患。
发明内容针对上述问题，本发明的主要目的是提供一种锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法及测试装置，从而可实现方便快捷地测试出锂离子电池隔膜的闭孔温度和破膜温度，为各种锂离子电池制作时选用合适类型的隔膜提供依据和安全保证。本发明的设计思想是基于锂离子电池中的隔膜特性,即隔膜将锂离子电池中的正、负极隔离防止电子通过，但允许离子通过,由于锂离子电池中的隔膜有无数微孔,当电池短路时生成的热量使电池的温度升高，隔膜受热收缩孔径变小以至微孔闭塞，此时,电池电阻急速上升,切断电流通过电池的回路，阻止离子通过，由此阻止锂离子电池内部温度升高；当温度继续升高时，隔膜熔化粘度降低，达到某一温度隔膜则会破裂，当隔膜破裂后，正、负极会直接接触，电阻又急速降低，电池短路。根据隔膜的这种特性，本发明通过模拟实际温度升高环境，同时对应不同温度测试锂离子电池电阻值，获得其温度-电阻特性曲线，从中找出隔膜微孔闭塞的闭孔温度和隔膜破裂的石温度。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法，其特征是包括如下步骤(1)制作测试电池选用扣式电池制作测试用电池，首先在注入电解液的电池壳的带绝缘层端口罩盖直径大于电池壳端口的测试隔膜，然后扣合电池盖并封口，确保测试隔膜将电池壳、电池盖分隔成两个独立室，在扣式电池的电池壳和电池盖上分别焊接极耳作为电极引出线，所述测试隔膜由隔膜试样截取；(2)加热升温将测试电池放入温度由30。C升至200。C、升温速率为5°C/min的环境中加热升温；(3)记录数据在加热温度达115。C125。C时，每间隔5sec记录一次测试电池的温度值及与该温度值对应的电阻值，此过程中，电阻值先升高后降低，直至电阻值每5sec降低量小于1Q时，终止测试；(4)数据处理依步骤(3)记录的数据绘制所述测试电池的温度-电阻曲线，并计算每间隔5sec测试电池电阻值的升高或降低量，所述电阻值升高量第一次超过5OQ时对应的温度值为所述测试电池的测试隔膜的单次检测的闭孔温度；电阻值降低量第一次超过50Q时对应的温度值为测试电池隔膜的单次检测的破膜温度；(5)测试结果计算同一种隔膜试样进行至少两次有效测量，并将各次测量得到的闭孔温度值及破膜温度值取平均值作为所述隔膜试样的测试结果；当其中任意两次测试的温度差值超过5。C时为无效测量，应重新测试。一种实现上述锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法的测试装置，其特征是包括用于加热所述测试电池的烘箱、用于测量测试电池电阻的交流电阻测试4义及用于测量测试电池温度的热电偶，所述交流电阻测试仪与所述测试电池的极耳连接，所述热电偶与所述测试电池接触连接。本发明的有益效果是:利用本发明，可方便快捷地测试出不同种类、不同系列规格的隔膜的闭孔温度及破膜温度,使各种锂离子电池在制作时选用合适类型的隔膜成为可能,延长产品使用寿命，并为锂离子电池的安全使用提供保证。图l是测试电池的结构示意图2是锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试装置的结构示意图图3是本发明测试实施例中测试电池的温度-电阻曲线。图中1烘箱，2测试电池，21电池壳，22电解液，23测试隔膜，24电池盖，251连接负极的镍极耳，252连接正极的镍极耳，26绝缘层，3交流电阻测试仪，4热电偶，41热电偶显示器，42热电偶测试端，5连接导线。以下结合附图和实施例对本发明提供的测试方法和装置详细说明。具体实施例方式本发明提供了一种锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法，本例中对市售的PE(聚乙烯)材质的A厂家隔膜试样进行测试，其特征是包括如下步骤(1)制作测试电池如图1所示，选用现有型号为CR2430扣式电池制作测试用电池2，如图1所示，用A厂家隔膜试样裁剪测试隔膜23，首先在注入电解液22的电池壳21的带绝缘层端口罩盖直径大于电池壳端口的测试隔膜23，然后扣合电池盖24并用扣式电池封口机封口，确保测试隔膜23将电池壳21、电池盖24分隔成两个独立室，在扣式电池的电池壳21和电池盖24上分别焊接镍极耳251和镍极耳252作为电极引出线；本例中，电解液22为EC/EMC/DEC/LiPF6电解液，电池壳21采用不锈钢材料，作为负极，壳端口环周注塑聚丙烯绝缘层26，电池盖24也采用不锈钢材料，作为正极,上述聚丙烯绝缘层26使正、负极绝缘。此时，测试隔膜23的微孔形成电解液离子在两室之间穿行的唯一通道，测试时，当温度升高至隔膜受热收缩孔径变小甚至微孔闭塞时,离子通过的阻力加大，电阻急速上升，表明隔膜已经闭孔,当温度继续升高时，隔膜熔化粘度降低，电阻急速降低，表明隔膜破裂。(2)加热升温将测试电池2放入温度由30。C升至200。C、升温速率为5°C/min的环境中加热升温；(3)记录数据在加热温度达115。C125。C时，每间隔5sec记录一次测试电池2的温度值及与该温度值对应的电阻值，此过程中，电阻值先升高后降低，直至电阻值每5sec降低量小于1Q时，终止测试；(4)数据处理依步骤(3)记录的数据绘制所述测试电池的温度-电阻曲线，并计算每间隔5sec测试电池2电阻值的升高或降低量，上述电阻值升高量第一次超过50Q时对应的温度值为上述测试电池2的测试隔膜23的单次检测的闭孔温度；电阻值降低量第一次超过50Q时对应的温度值为测试电池2的隔膜23的单次检测的石温度；(5)测试结果计算同一种隔膜试样，如本例中A厂家PE隔膜，进行至少两次有效测量，并将各次测量得到的闭孔温度值及破膜温度值取平均值作为该隔膜试样的测试结果；当其中任意两次测试的温度差值超过5。C时为无效测量，应重新测试。如图2所示，是一种实现上述锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法的测试装置，其特征是包括用于加热所述测试电池2的烘箱1、用于测量测试电池电阻的交流电阻测试仪3及用于测量测试电池温度的热电偶4,上述交流电阻测试仪3与上述测试电池的极耳连接，上述热电偶4与上述测试电池2接触连接。本例中，烘箱l、交流电阻测试仪3^^热电偶4均为市售常规设备，其中热电偶4选用带显示器的热电偶。应用上述装置对上述A厂家PE隔膜试样进行测试时，首先将上述制作好的测试电池2置于烘箱1中，将分别连接测试电池2的正极及负极的的镍极耳252、251的连接导线5分别连接到交流电阻测试仪3的正、负极，将热电偶4测试端42用耐高温月交带捆在测试电池2上。然后，开启交流电阻测试仪3和烘箱1。将烘箱l加热升温，温度由3(TC升至200。C、升温速率为5°C/min;当烘箱1加热温度达12(TC时，开始记录数据，每间隔5sec通过热电偶4的显示器41记录一次测试电池2的温度值，并通过交流电阻测试4义3测试与该温度对应的电阻值，此过程中，电阻值先升高后降低，直至电阻值每5sec降低的变化量小于1Q时，终止测试。上述起始测试温度在115°C~125T:范围内均可。之后，进行数据处理依步骤(3)记录的数据绘制上述测试电池的温度-电阻曲线，并计算每间隔5sec测试电池2电阻值的升高或降低量，电阻值升高量第一次超过50Q时对应的温度值为测试电池2的测试隔膜23的单次检测的闭孔温度；电阻值降低量第一次超过50Q时对应的温度值为测试隔膜23的单次检测的破膜温度。如图3所示，是本测试实施例中测试电池2的温度-电阻曲线，可以看出，对应上述电阻值升高量第一次超过50Q点D，曲线急速上升，D点对应的温度值129.1'C即是测试隔膜23的闭孔温度，对应上述电阻值降低量第一次超过50Q点E，曲线急速下降，E点对应的温度值140.5。C即是测试隔膜23的-温度值。取A厂家PE隔膜试样，按上述相同的方法再制作4只测试电池重复测试，获得该隔膜试样的第2-5组闭孔温度、破膜温度值，将这五次测量得到的闭孔温度、破膜温度分别取平均值即为该隔膜试样的测试结果。在上例&出上，又对另外两种市售的隔膜试样，即B厂家PE隔膜试样及C厂家PE-PP(聚乙烯、聚丙烯混合)隔膜试样进行了相同测试。表l为隔膜试样测试数据表,分别列出了上述A厂家PE隔膜试样、B厂家PE隔膜试样及C厂家PE-PP隔膜试样的各5组测试数据及测试结果，三种隔膜试样的闭孔温度分别为129.4。C;132.4°C;125.7°C，破膜温度分别为141.4°C;150.5°C;158.7。C。可以看出不同厂家隔膜的闭孔温度、石温度是不同的。C厂家PE-PP隔膜闭孔温度最低，B厂家PE隔膜闭孔温度最高；A厂家PE隔膜破膜温度最低，C厂家PE-PP隔膜破膜温度最高。依此，在制作锂离子电池时，根据对锂离子电池性能要求的不同，可分别选择适宜的隔膜。上述隔膜试样五次测试结果数值是接近的，验证了实验的可行性。表1隔膜试样测试数据表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>以上所述，仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型的形状材料和结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。权利要求1、一种锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法，其特征是包括如下步骤(1)制作测试电池选用扣式电池制作测试用电池，首先在注入电解液的电池壳的带绝缘层端口罩盖直径大于电池壳端口的测试隔膜，然后扣合电池盖并封口，确保测试隔膜将电池壳、电池盖分隔成两个独立室，在扣式电池的电池壳和电池盖上分别焊接极耳作为电极引出线，所述测试隔膜由隔膜试样截取；(2)加热升温将测试电池放入温度由30℃升至200℃、升温速率为5℃/min的环境中加热升温；(3)记录数据在加热温度达115℃～125℃时，每间隔5sec记录一次测试电池的温度值及与该温度值对应的电阻值，此过程中，电阻值先升高后降低，直至电阻值每5sec降低量小于1Ω时，终止测试；(4)数据处理依步骤(3)记录的数据绘制所述测试电池的温度-电阻曲线，并计算每间隔5sec测试电池电阻值的升高或降低量，所述电阻值升高量第一次超过50Ω时对应的温度值为所述测试电池的测试隔膜的单次检测的闭孔温度；电阻值降低量第一次超过50Ω时对应的温度值为测试电池隔膜的单次检测的破膜温度；(5)测试结果计算同一种隔膜试样进行至少两次有效测量，并将各次测量得到的闭孔温度值及破膜温度值取平均值作为所述隔膜试样的测试结果；当其中任意两次测试的温度差值超过5℃时为无效测量，应重新测试。2、一种实现权利要求1所述的锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法的测试装置，其特征是包括用于加热所述测试电池的烘箱、用于测量测试电池电阻的交流电阻测试仪及用于测量测试电池温度的热电偶，所述交流电阻测试仪与所述测试电池的极耳连接，所述热电偶与所述测试电池接触连接。全文摘要本发明涉及一种锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法及装置，其特征是包括如下步骤(1)制作测试电池；(2)对测试电池加热升温，环境温度由30℃至200℃；(3)记录数据，每5sec记录一次测试电池温度及与该温度对应的电阻值；(4)数据处理，绘制测试电池温度-电阻曲线，计算间隔5sec阻值的变化，依电阻值升高量第一次超过50Ω及电阻值降低量第一次超过50Ω确定闭孔温度，破膜温度；(5)结果计算；装置包括烘箱，电阻测试仪及热电偶，电阻测试仪与测试电池的极耳连接，热电偶与测试电池接触连接。本发明的优点是可方便地测出锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度，为锂离子电池制作时选用合适类型的隔膜提供依据和安全保证。文档编号G01K7/04GK101625271SQ200910070099公开日2010年1月13日申请日期2009年8月7日优先权日2009年8月7日发明者李慧芳,纪书文,马佳鑫,高俊奎申请人:天津力神电池股份有限公司