一种极片柔韧性测试装置及方法与流程

1.本发明涉及新能源电池技术领域，尤其是指一种极片柔韧性测试装置及方法。


背景技术：

2.现代社会的发展对可充电二次电池的应用发展提供了广阔的空间，同时也对二次电池提出了更高的要求，希望其能够具有更高的容量、良好的安全性以及较长的循环寿命等。
3.锂离子电池是一种可反复充放电的二次电池，它由阴阳极极片、隔离膜、电解液、机械件等主要成分组成，其中阴阳极片的材料、涂布重量和压实密度是影响锂离子电芯容量的重要指标。同时原材料、涂布工艺，辊压工艺，烘烤工艺等诸多因素也影响电池极片的柔韧性，不同柔韧性的电极片适合用于不同种类制片工艺进行制片，进而生产出不同种类的锂离子电池。柔韧性差的极片，一方面影响卷绕工序的优劣，导致经济损失，另一方面容易断裂而出现铝箔毛刺，膜片掉粉，以致影响电芯的k值甚至安全性能。
4.目前行业内针对极片柔韧性并没有一个通用的检测装置，现有的测试装置在测试过程中人的主观判断占比过大；量化标准误差较大；操作方法复杂，操作不便。


技术实现要素：

5.为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中操作复杂，不便判断的缺陷，提供一种结构简单、使用方便的极片柔韧性测试装置及方法。
6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种极片柔韧性测试装置，包括：
7.测试平台，所述测试平台倾斜设置，所述测试平台上设置有极片压条；
8.底板，所述底板与所述测试平台的一端相连，所述底板上设置有支撑所述测试平台另一端的支撑杆。
9.在本发明的一个实施例中，所述测试平台的底端安装有下挡板。
10.在本发明的一个实施例中，所述支撑杆为伸缩杆，所述支撑杆顶部连接有旋转销夹，所述底板上安装有角度调节销轴，所述测试平台两端分别与所述调节销轴和旋转销夹相连。
11.在本发明的一个实施例中，所述测试平台上端的侧边连接有角度测试尺，所述角度测试尺垂直于所述底板设置。
12.在本发明的一个实施例中，所述极片压条与所述测试平台顶部之间的距离为3cm～6cm。
13.在本发明的一个实施例中，所述测试平台与底板之间的夹角为20
°
～45
°
。
14.一种极片柔韧性测试方法，采用上述的测试装置，包括如下步骤：
15.将长条形极片一端固定在测试平台上，使极片的一端从测试平台的上端伸出、下垂；
16.根据极片末端与导角处的夹角对极片进行柔性度分级。
17.在本发明的一个实施例中，所述极片为辊压后未经卷绕的极片。
18.在本发明的一个实施例中，所述极片的宽度为1cm～5cm，所述极片的长度为15cm～20cm，所述极片伸出所述测试平台的长度为6cm～8cm。
19.在本发明的一个实施例中，在测试平面倾斜相同的角度下，对形状相同、固定方式相同，但下垂角度不同的极片进行卷绕，根据卷绕结果确定分级范围。
20.本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
21.本发明所述的测试装置和测试方法结构简单，操作方便，可定性评估极片柔韧性。
附图说明
22.为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
23.图1是本发明整体结构示意图；
24.图2是本发明爆炸图；
25.图3是本发明侧视图。
26.说明书附图标记说明：10、测试平台；11、极片压条；12、下挡板；13、角度测试尺；
27.20、底板；21、支撑杆；22、调节销轴；23、旋转销夹；24、调节旋钮。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
29.参照图1、图2和图3所示，为本发明的一种极片柔韧性测试装置整体结构示意图。本发明的测试装置包括：
30.测试平台10，所述测试平台10倾斜设置，所述测试平台10上设置有极片压条11；
31.底板20，所述底板20与所述测试平台10的一端相连，所述底板20上设置有支撑所述测试平台10另一端的支撑杆21。
32.本实施例中，测试平台10由于支撑杆21的支撑而相对底板20呈倾斜设置。当底板20放置在水平面上，测试平台10相对水平面倾斜。当长条形极片一端被固定在测试平台10上，另一端从测试平台10的上端伸出时，极片伸出测试平台10的部分由于重力作用而下垂。柔韧性是指材料断裂前吸收能量和进行塑性变形的能力，因此，柔性度越大，则弯曲强度越小，即弯曲程度大。极片由于本身基材不同，涂覆的材料不同，涂布的重量不同，辊压密度不同，烘烤程度不同而具有不同的柔韧性，同时弯曲程度与材料的形状有关，因此在极片形状相同的情况下，极片的柔韧性越好，则极片下垂程度越高，而极片柔韧性越差，则极片下垂程度越低。通过为极片提供一个能够下垂的测试平台10，方便观察极片的下垂程度，从而判断极片的柔韧性，无需其他施力机构，测试装置结构简单，且仅需固定极片，操作方便。
33.作为本发明的优选实施例，所述测试平台10的底端安装有下挡板12。材料的弯曲性能与其形状有关，为保证各极片的测试条件相同，需要将极片均裁剪为相同的形状。同时测试时，使得极片固定在测试平台10上的尺寸以及伸出测试平台10的尺寸均相同，下挡板12的设置在测试平台10上划定一个定位点，当极片的端部均抵接下挡板12，由于极片长度相同，因此也可以保证极片伸出测试平台10的长度相同。进一步简化操作步骤，且能够确保
测试的一致性好。本实施例中，测试平台10上设置有安装孔，下挡板12上设置有插入安装孔的凸块，方便下挡板12的安装。
34.作为本发明的优选实施例，为方便调节测试平台10的倾斜角度，所述支撑杆21为伸缩杆，所述支撑杆21顶部连接有旋转销夹23，所述底板20上安装有角度调节销轴22，所述测试平台10两端分别与所述调节销轴22和旋转销夹23相连。
35.具体的，本实施例中，支撑杆21侧边设置有调节旋钮24，通过调节旋钮24控制支撑杆21的伸缩。支撑杆21顶部设置有铰接台，旋转销夹23固定安装在测试平台10下表面，铰接台插入旋转销夹23内，插销固定铰接台和旋转销夹23。底板20上设置有安装槽，调节销轴22设置有插轴，插轴插入安装槽内，安装方便。测试平台10端部伸出有铰接块，铰接块插入调节销轴22内，插销固定铰接块和调节销轴22。实现测试平台10相对底板20和支撑杆21的转动。
36.作为本发明的优选实施例，所述测试平台10上端的侧边连接有角度测试尺13，所述角度测试尺13垂直于所述底板20设置。从而方便直接读出极片末端与导角处的夹角。导角处即为极片伸出测试平台10的位置，即测试平台10的上端处。本实施例中由于测试平台10的角度会调整，因此选取极片末端与竖直方向的夹角作为判断标准。
37.作为本发明的优选实施例，所述极片压条11与所述测试平台10顶部之间的距离为3cm～6cm。若极片压条11过于靠近测试平台10顶部，即极片压条11过于靠近极片的导角位置，由于极片压条11与测试平台10的夹持，极片将无法在导角处形成弯曲。若极片过于远离导角位置，则极片很有可能在导角之前的位置就开始弯曲。根据测试，本实施例中极片压条11选择在距离测试平台10顶部5cm处压住极片。
38.作为本发明的优选实施例，所述测试平台10与底板20之间的夹角为20
°
～45
°
。当测试平台10越趋近竖直方向，则极片的弯曲幅度均越大，为使极片的弯曲程度容易区分，本实施例中测试平台10的最大夹角设置为45
°
。当测试平台10的角度越小，一方面测试平台10顶部与底板20之间的距离较小，影响极片的下垂，另一方面高度低则不易测量极片末端与导角处的夹角。故本实施例中测试平台10的最小夹角设置为20
°
。作为最优选择，本实施例中测试平台10的倾角设置为30
°
。
39.一种极片柔韧性测试方法，采用上述的测试装置，包括如下步骤：
40.将长条形极片一端固定在测试平台10上，使极片的一端从测试平台10的上端伸出、下垂；
41.根据极片末端与导角处的夹角对极片进行柔性度分级。
42.本发明中仅需对极片进行固定，由于极片自身重力导致的极片下垂程度即为本发明的测试结果，操作简单，结果直观，可定性评估极片的柔韧性。
43.由于材料的弯曲程度与形状有关，因此在测试平台10角度固定的情况下，进行测试的极片的形状裁剪为一致。
44.又由于极片在卷绕后已经带有一定的弯曲程度，因此采用本装置对弯曲后的极片进行测试时，得到的测试结果不准确，因此本发明中采用的所述极片为辊压后未经卷绕的极片。
45.由于长条形的形状在一端悬空时容易产生下垂弯曲，因此所述极片的宽度为1cm～5cm，所述极片的长度为15cm～20cm，所述极片伸出所述测试平台10的长度为6cm～8cm。
当极片宽度为1cm时，极片宽度较窄，此时极片易于弯曲，不同极片之间的弯曲程度区别较小，不易对极片进行区分。当极片宽度为5cm时，极片宽度较宽，此时极片不易弯曲，不同极片均处于翘起状态，同样不便于对极片进行区分。极片弯曲时为存在一端弯曲部分，末端仍为直线，此时能够得出准确的分级角度。当极片的伸出长度较长，则悬空部分极片重力较大，极片下垂程度均较大，角度过于接近，不易区分。而当极片伸出长度较短，极片无弯曲后的直线部分，不能得出准确的极片弯曲角度。本实施例中极片伸出的长度能够区分不同的极片，同时位于测试平台10上的部分方便被固定。
46.作为本发明的优选实施，每次可以对一个极片进行测试，也可以同时对多个极片进行测试。因为测试结果仅得到测试后的极片柔韧性结果，并不不能直接得出该极片是否时候电池卷绕。因此在测试平台10倾斜相同的角度下，对相同形状但下垂角度不同的极片进行卷绕，此种情况下，极片的测试条件相同，因此相互间可以比较。最终根据卷绕结果确定分级范围。
47.实施例
[0048][0049]
其中，测试条件为测试平台倾斜角度/极片长度/极片伸出长度，测试结果为在极片末端与导角处的夹角范围内极片占所有极片比例/此范围内极片能够卷绕且无开裂的比例。
[0050]
根据测试结果可知，在测试平台与底板夹角为30
°
，极片长度为18cm，且伸出长度为8cm的情况下，极片之间的区分度最明显，且分级后卷绕情况较好。
[0051]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。