隔膜闭孔、破膜温度测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种隔膜闭孔、破膜温度测试装置，包括圆形主板和圆形底板，所述圆形底板面向圆形主板的一面的中心设置有用于存储电解液的底板储液槽，圆形主板的中心设置有一用于存储电解液的主板储液腔，所述主板储液腔为通孔，所述主板储液腔上表面依次盖设有密封胶垫、盖板和活动条；所述圆形主板和圆形底板同心设置有多个固定孔，至少二对固定孔穿设有螺杆，所述螺杆延伸出圆形主板表面并套设弹簧后由螺母连接；所述圆形主板和圆形底板之间电性绝缘，所述圆形主板和圆形底板分别电性连接内阻仪的两极。本实用新型具有能准确测定隔膜闭孔、破膜温度的优点。
【专利说明】隔膜闭孔、破膜温度测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测量装置，尤其是涉及一种能准确测定隔膜闭孔、破膜温度的隔膜闭孔、破膜温度测试装置。
【背景技术】
[0002]锂电池主要由正极、负极、电解液以及隔膜组成，其中隔膜位于正极与负极之间，作用是将正极和负极隔开，防止电子通过，但是允许离子通过，当电池内部温度升高时，电池隔膜能够关闭微孔，阻止锂离子通过，切断正极与负极之间的联系，使电池反应停止，提高电池的安全性，因此锂电池隔膜的性能对电池的安全性起着至关重要的作用。
[0003]由于隔膜的结构由大量的微孔组成，彼此之间互通，孔径大小为Iym以下的薄膜，安全性是电池首先考虑的安全指标，尤其涉及动力电池领域，由于电池内部短路所产生的热量使得电池内部温度迅速升高，当温度升高到一定程度，隔膜微孔会随着温度的升高慢慢闭合，使电池内部电阻增大，直到隔膜微孔结构完全闭合，此时电池内部正负极反应完全停止，电池内部温度得到控制，防止“热失控”现象的发生，有效的阻止了锂电池爆炸或起火等安全事故的发生，这个温度值越低，锂电池在短路情况下关闭电池内部反应的时间越早，锂电池越安全，反之，电池安全性难以得到保障，但此温度必须在适当范围，同时应该高于电池使用的环境温度，以保证电池正常使用，这个温度就是闭孔温度，决定着电池的安全性能，如果电池内部的化学反应产生的热量来不及散出，在隔膜关闭微孔后温度继续上升，达到隔膜材料的熔融温度，造成隔膜破裂，电池内部正负极片直接接触在一起，发生剧烈化学反应，内部温度重新迅速升高，引发“热失控”的发生，严重时导致电池起火爆炸，所以隔膜破裂时的温度也是锂电池安全性的一个重要指标，这个温度就是破膜温度，因此从锂电池安全角度来衡量，闭孔、破膜温度是电池隔膜生产过程中必须要控制的一个重要指标，对锂电池的安全性起着至关重要的作用，所以，闭孔、破膜温度的测试方法尤其是测试装置的研究对锂电池隔膜质量控制是必不可少的。
[0004]目前，大多数锂电池隔膜生产商并没有提供隔膜产品的闭孔、破膜等关系电池安全的温度范围以及相关参数，锂电池隔膜产品之间也是良莠不齐，而使用厂商目前也不能对隔膜的闭孔、破膜温度进行准确的测量，这在用户使用锂电池产品时存在一个严重的安全隐患。
实用新型内容
[0005]为克服上述缺点，本实用新型提供一种能准确测定隔膜闭孔、破膜温度的隔膜闭孔、破膜温度测试装置。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的，一种隔膜闭孔、破膜温度测试装置，包括圆形主板和圆形底板，所述圆形底板面向圆形主板的一面的中心设置有用于存储电解液的底板储液槽，所述储液槽上方覆盖有待测隔膜，所述待测隔膜上方盖合有一环形密封圈，所述密封圈上方盖设有圆形主板，圆形主板的中心设置有一用于存储电解液的主板储液腔，所述主板储液腔为通孔，所述主板储液腔上表面依次盖设有密封胶垫、盖板和活动条；所述圆形主板和圆形底板同心设置有多个固定孔，至少二对固定孔穿设有螺杆，所述螺杆延伸出圆形主板表面并套设弹簧后由螺母连接；所述活动条中间设置有螺纹孔，一中心螺杆穿过螺纹孔抵压在盖板上，所述活动条固定在圆形主板上；所述圆形主板和圆形底板之间电性绝缘，所述圆形主板和圆形底板分别电性连接内阻仪的两极。
[0007]作为一种优选方式，所述活动条二端设置有二通孔，所述圆形主板和圆形底板分别设置有与通孔同心的固定孔，所述螺杆依次穿过圆形底板和圆形主板的固定孔以及通孔后通过一螺母连接，所述活动条浮置在圆形主板上方。
[0008]作为一种优选方式，所述圆形底板上设置有一放置热电偶探头的测温孔。
[0009]作为一种优选方式，所述螺杆通过绝缘垫穿过圆形底板的固定孔。
[0010]作为一种优选方式，所述圆形主板和圆形底板都为不锈钢板。
[0011]本实用新型的弹簧起到一个很好的调节作用，当密封圈受热膨胀时，弹簧根据装置内部气压变化自动伸缩，避免了密封圈因应力大而形变漏气或者漏液，导致测试失败；测试装置底板中心设有一储液槽，测试时湿法隔膜放于注满电解液的储液槽之上，避免了测试过程中隔膜熔融后粘附在底板上阻碍了破膜后孔洞的扩大，解决了隔膜破膜后测试装置电阻下降速率缓慢，没有明显的拐点，难以判明破膜温度的困扰，提高了测试的精确度；本实用新型所采用的设计，在升温速率上更有优势，极大缩短了测试时间，提高了工作效率；本实用新型组装简便，测试结果重现性和一致性较好。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1本实用新型实施例隔膜闭孔、破膜温度测试装置的结构示意图；
[0013]图2本实用新型实施例隔膜闭孔、破膜温度测试装置的分解结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0015]一种隔膜闭孔、破膜温度测试装置，请参考图1和图2，包括圆形主板5和圆形底板8,所述圆形底板8面向圆形主板5的一面的中心设置有用于存储电解液的底板储液槽801，所述储液槽801上方覆盖有待测隔膜7，所述待测隔膜7上方盖合有一环形密封圈6，所述密封圈6上方盖设有圆形主板5，圆形主板5的中心设置有一用于存储电解液的主板储液腔501，所述主板储液腔501为通孔，所述主板储液腔501上表面依次盖设有密封胶垫11、盖板10和活动条3 ;所述圆形主板5和圆形底板8同心设置有多个固定孔，至少二对固定孔穿设有螺杆9，所述螺杆9延伸出圆形主板5表面并套设弹簧4后由螺母2连接；所述活动条3中间设置有螺纹孔，一中心螺杆I穿过螺纹孔抵压在盖板10上，所述活动条3固定在圆形主板5上；所述圆形主板5和圆形底板8之间电性绝缘,所述圆形主板5和圆形底板8分别电性连接内阻仪的两极。
[0016]测试时，底板储液槽801内注满电解液后，将隔膜7置于底板储液槽801之上，密封圈6套设在底板储液槽801外且放置在圆形主板5和圆形底板8之间,从而防止电解液和电性绝缘圆形主板5和圆形底板8，将螺杆9穿过圆形底板8的固定孔，穿入缓冲弹簧4后用螺母2紧固,通过主板储液腔501注满电解液后,依顺序放置密封胶垫11、盖板10、活动条3后用螺丝固定。
[0017]锂离子电池隔膜是一种多微孔高分子薄膜材料，在环境温度下，锂离子能自由穿梭于隔膜微孔，电池内阻较小，这就是锂电池的充放电过程，但是当环境温度提高后，微孔慢慢受热溶胀缩小，当达到一定温度(Tb)时，微孔完全关闭，锂离子无法通过隔膜微孔穿梭，内阻迅速增大，正负极之间形成断路，倘若温度继续上升，上升到一定温度(Tp)，隔膜材料熔融，隔膜收缩、破裂形成了空洞，锂离子重新穿梭于正负极之间，内阻迅速减小，Tb就是隔膜的闭孔温度，而Tp为破膜温度，因此，通过测量锂电池升温过程内阻的变化便可以直接计算出隔膜的闭孔、破膜温度。
[0018]利用本装置进行隔膜闭孔、破膜温度检测方法，包括以下几个步骤:
[0019][I]开启烘箱电源，设置烘箱温度为180°C，预热烘箱；
[0020][2]装配电池隔膜闭孔温度、破膜温度测试装置:按底座、待测隔膜、密封圈、主板的顺序装配，用螺杆螺母固定；
[0021][3]用注射器取约I?2ml电解液，从主板储液腔501注入测试装置中，用手将装置在台面上轻轻振动，将装置内的空气排出，补加电解液至小孔充满，再将装置的密封圈和上盖压好固定；
[0022][4]将温度测量仪的测温线从烘箱顶部的小孔伸进烘箱内，测温头插入装置的测温孔；
[0023][5]将内阻仪的两个测量接头从烘箱顶部的小孔伸进烘箱内，分别与装置的主板和底板上的电极位点连接；
[0024][6]将装配好的内阻测试装置放入烘箱内的纸板上，要注意防止两极短路；
[0025][7]开启内阻仪电源，设置内阻仪的测量量程范围；
[0026][8]开启温度记录仪的电源；
[0027][9]分别记录内阻仪和温度记录仪的显示值；
[0028]①当模块温度升高至临近闭孔温度(Tb)时，内阻值会迅速增大，内阻值超过内阻仪测量的量程范围，仪器发出警报声；
[0029]②当温度升高至超过破膜温度(Tp)后，内阻值又会迅速降低回复到内阻仪测量范围；
[0030][10]测完破膜温度后，关闭内阻仪、温度记录仪的电源，拆除内阻测试模块的连线，取出内阻测试模块；
[0031][11]清洗干净内阻测试模块，更换另一个样，重复按上述方法再测试一次；
[0032][12]两次测试的Tb差值超过3°C时，需再按上述方法进行重新检测一次；
[0033][13]测试完成后，将烘箱的温度设定调低，不停鼓风机使烘箱温度降低到100°C以下，关闭烘箱电源；
[0034][14]拆卸内阻测试模块，将模块部件清洗干净。
[0035]本装置的弹簧起到一个很好的调节作用，当密封圈受热膨胀时，弹簧根据装置内部气压变化自动伸缩，避免了密封圈因应力大而形变漏气或者漏液，导致测试失败；测试装置底板中心设有一储液槽，测试时湿法隔膜放于注满电解液的储液槽之上，避免了测试过程中隔膜熔融后粘附在底板上阻碍了破膜后孔洞的扩大，解决了隔膜破膜后测试装置电阻下降速率缓慢，没有明显的拐点，难以判明破膜温度的困扰，提高了测试的精确度；本装置所采用的设计，在升温速率上更有优势，极大缩短了测试时间，提高了工作效率；本测试装置组装简便，测试结果重现性和一致性较好。
[0036]在一实施例的隔膜闭孔、破膜温度测试装置中，请参考图1和图2，在前面技术方案的基础上具体还可以是，活动条3 二端设置有二通孔，所述圆形主板5和圆形底板8分别设置有与通孔同心的固定孔，所述螺杆9依次穿过圆形底板8和圆形主板5的固定孔以及通孔后通过一螺母2连接，所述活动条3浮置固定在圆形主板5上方，从而当密封圈受热膨胀时，圆形主板5能带动活动条3同步向上移动。
[0037]在一实施例的隔膜闭孔、破膜温度测试装置中，请参考图1和图2，在前面技术方案的基础上具体还可以是，圆形底板8上设置有一放置热电偶探头的测温孔802。
[0038]在一实施例的隔膜闭孔、破膜温度测试装置中，请参考图2，在前面技术方案的基础上具体还可以是，螺杆9通过绝缘垫901穿过圆形底板8的固定孔。
[0039]在一实施例的隔膜闭孔、破膜温度测试装置中，在前面技术方案的基础上具体还可以是，圆形主板5和圆形底板8都为不锈钢板。
[0040]以上是对本实用新型隔膜闭孔、破膜温度测试装置进行了阐述，用于帮助理解本实用新型，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本实用新型原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种隔膜闭孔、破膜温度测试装置，其特征在于:包括圆形主板和圆形底板，所述圆形底板面向圆形主板的一面的中心设置有用于存储电解液的底板储液槽，所述储液槽上方覆盖有待测隔膜，所述待测隔膜上方盖合有一环形密封圈，所述密封圈上方盖设有圆形主板，圆形主板的中心设置有一用于存储电解液的主板储液腔，所述主板储液腔为通孔，所述主板储液腔上表面依次盖设有密封胶垫、盖板和活动条；所述圆形主板和圆形底板同心设置有多个固定孔，至少二对固定孔穿设有螺杆，所述螺杆延伸出圆形主板表面并套设弹簧后由螺母连接；所述活动条中间设置有螺纹孔，一中心螺杆穿过螺纹孔抵压在盖板上，所述活动条固定在圆形主板上；所述圆形主板和圆形底板之间电性绝缘，所述圆形主板和圆形底板分别电性连接内阻仪的两极。
2.根据权利要求1所述的隔膜闭孔、破膜温度测试装置，其特征在于:所述活动条二端设置有二通孔，所述圆形主板和圆形底板分别设置有与通孔同心的固定孔，所述螺杆依次穿过圆形底板和圆形主板的固定孔以及通孔后通过一螺母连接，所述活动条浮置在圆形主板上方。
3.根据权利要求1所述的隔膜闭孔、破膜温度测试装置，其特征在于:所述圆形底板上设置有一放置热电偶探头的测温孔。
4.根据权利要求1或2或3所述的隔膜闭孔、破膜温度测试装置，其特征在于:所述螺杆通过绝缘垫穿过圆形底板的固定孔。
5.根据权利要求1或2或3所述的隔膜闭孔、破膜温度测试装置，其特征在于:所述圆形主板和圆形底板都为不锈钢板。
【文档编号】G01N25/12GK204177757SQ201420442897
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】杨亚男, 陈良 申请人:深圳市星源材质科技股份有限公司