多孔薄膜安全性测试装置的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池安全测试技术领域，特别是涉及一种锂离子电池多孔薄膜安全性测试装置。

背景技术：

锂离子电池跟我们的生活联系越来越密切，小到智能手表，大到电动汽车，都有锂电池的身影，锂电池包括可充电锂电和不可充电锂电池。锂离子电池是一种可充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。而当锂离子电池发生内部短路时，电池会迅速升温至几百摄氏度，发生起火爆炸危险，造成人们的生命财产损失，网上也常有报道电动汽车因电池安全问题发生起火，导致车主受到严重伤害，所以锂离子电池的安全性备受关注。

目前，锂离子电池安全性能测试的方法众多，其中《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》国家标准中，有一项针刺测试来模拟电池内部由于锂沉积、制造缺陷或其它原因所引起的短路的安全性，通常使用大型针刺实验机，将充满电的锂离子电池，用一根直径3mm～8mm钢针从电池中部按特定速度刺穿电池，测试条件恶劣，由于锂离子电池能量密度高，电解液含有众多可燃的有机化合物，被测试的锂离子电池经常出现冒烟、起火甚至爆炸的现象，不仅浪费资源，更造成环境的污染和测试人员的健康、人身安全。

所以有必要提出一种多孔薄膜安全性测试装置，可以间接表征锂离子电池的安全性，且测试过程对环境无污染，没有安全隐患，测试过程影响因素少，数据可靠。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种多孔薄膜安全性测试装置，用于解决现有技术中采用针刺测试锂离子电池的安全性操作复杂、对环境污染大、存在安全隐患、测试结果影响因素多等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种多孔薄膜安全性测试装置，包括：

箱体，用于提供测试区域和固定框架，所述箱体的正面设置有活动门，所述箱体的顶面设置有螺纹孔，所述箱体的底面设置有支柱，所述箱体设置有接线孔，所述接线孔用于将外部线路引入所述箱体内；

导电压板，设置于所述箱体内，具有间隔平行设置的上压板及下压板，且所述上压板及下压板包含极性相反的集流体，其中，所述下压板通过所述支柱与所述箱体的底面连接，多孔薄膜放置于所述下压板的表面；

螺栓，包括螺杆、罗盘及轴承，所述罗盘与所述螺杆的上端固定连接，所述轴承的内围与所述螺杆的下端固定连接，所述轴承的外围与所述上压板固定连接，以保证所述上压板不会随所述螺杆转动，其中，所述螺杆通过与所述螺纹孔配合连接于所述箱体上；

金属片，放置于所述多孔薄膜上，当所述上压板与下压板挤压时，用于刺破所述多孔薄膜；

表盘，设置于所述箱体外，表盘导线通过所述接线孔与所述上压板及下压板电连接，所述表盘包括电压表及电流表，所述电压表用于测试所述上压板及下压板两端的电压，所述电流表用于测试所述上压板及下压板之间的电流；

电源，设置于所述箱体外，电源导线通过所述接线孔与所述上压板及下压板电连接，所述电源用于提供所述测试装置的工作电压。

优选地，所述多孔薄膜安全性测试装置还包括风冷部件，用于降低所述箱体内的温度，

进一步地，所述箱体的背面设置有进风口及出风口，所述风冷部件包括鼓风机，所述鼓风机设置于所述进风口。

优选地，所述活动门上设置有观察窗，所述观察窗上安装有钢化玻璃。

优选地，所述箱体还包括自所述箱体顶面向所述箱体底面延伸的限位柱，所述限位柱的自由端低于所述下压板，用于防止所述上压板跟随所述螺杆转动。

进一步地，所述箱体包括2根所述限位柱，所述限位柱包含聚酰亚胺限位柱。

优选地，所述接线孔设置于所述箱体的左侧面及右侧面。

优选地，所述活动门通过铰链与所述箱体活动连接。

优选地，所述下压板通过5根所述支柱与所述箱体的底面连接，其中4根所述支柱设置于所述下压板的边角，另1根所述支柱设置于所述下压板的中部。

优选地，所述箱体包含金属箱体，所述支柱包含聚酰亚胺支柱，所述金属片包含镍片，所述极性相反的集流体包括正性集流体及负性集流体，所述正性集流体包含铝板，所述负性集流体包含铜板。

如上所述，本实用新型的多孔薄膜安全性测试装置，具有以下有益效果：通过模拟锂离子电池结构，测试锂离子电池由于多孔薄膜破裂引起的电池短路的安全性能，测试环境中不含有电解液，所以不会污染环境；不使用实物锂离子电池，不会有起火甚至爆炸的现象，所以没有安全隐患且不浪费资源；测试过程影响因素少，数据可靠，操作简单。

附图说明

图1显示为本实用新型的多孔薄膜安全性测试装置箱体的结构示意图。

图2显示为本实用新型的多孔薄膜安全性测试装置螺栓的结构示意图。

图3显示为本实用新型的多孔薄膜安全性测试装置导电压板的结构示意图。

元件标号说明

1 箱体

11 活动门

111 观察窗

12 螺纹孔

13 支柱

14 接线孔

15 进风口

16 出风口

17 限位柱

18 铰链

2 导电压板

21 上压板

22 下压板

3 多孔薄膜

4 螺栓

41 螺杆

42 罗盘

43 轴承

5 金属片

6 表盘

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1～图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1～图3所示，本实用新型提供一种多孔薄膜安全性测试装置，包括：

箱体1，用于提供测试区域和固定框架，所述箱体1的正面设置有活动门11，所述箱体的顶面设置有螺纹孔12，所述箱体1的底面设置有支柱13，所述箱体1设置有接线孔14，所述接线孔14用于将外部线路引入所述箱体1内；

导电压板2，设置于所述箱体1内，具有间隔平行设置的上压板21及下压板22，且所述上压板21及下压板22包含极性相反的集流体，其中，所述下压板22通过所述支柱13与所述箱体1的底面连接，多孔薄膜3放置于所述下压板22的表面；

螺栓4，包括螺杆41、罗盘42及轴承43，所述罗盘42与所述螺杆41的上端固定连接，所述轴承43的内围与所述螺杆41的下端固定连接，所述轴承43的外围与所述上压板21固定连接，以保证所述上压板21不会随所述螺杆41转动，其中，所述螺杆41通过与所述螺纹孔12配合连接于所述箱体1上；

金属片5，放置于所述多孔薄膜3上，当所述上压板21与下压板22挤压时，用于刺破所述多孔薄膜3；

表盘6，设置于所述箱体1外，表盘导线通过所述接线孔14与所述上压板21及下压板22电连接，所述表盘6包括电压表及电流表，所述电压表用于测试所述上压板21及下压板22两端的电压，所述电流表用于测试所述上压板21及下压板22之间的电流；

电源，设置于所述箱体1外，电源导线通过所述接线孔14与所述上压板21及下压板22电连接，所述电源用于提供所述测试装置的工作电压。

为了防止测试过程中所述箱体1内的温度过高引起安全隐患，所述多孔薄膜安全性测试装置还可设置风冷部件，用于降低所述箱体1内的温度。优选地，如图1所示，可在所述箱体1的背面设置进风口15及出风口16，所述风冷部件选择鼓风机，并将所述鼓风机设置于所述进风口15，打开鼓风机，鼓风机通过所述进风口15将所述箱体1外部室温空气送进所述箱体1内，在气压作用下，箱体1内的高温气体通过所述出风口16排出，以此降低所述箱体1内的温度。测试时，在所述多孔薄膜3被刺破后，即电路中有电流通过后再启动所述鼓风机，以保证所述多孔薄膜不被气流吹出所述下压板22。

作为示例，如图1所示，所述活动门11上设置有观察窗111，所述观察窗上安装有钢化玻璃。通过所述观察窗111，可以方便观察测试过程中所述箱体1内部的测试情况。优选地，所述活动门11通过铰链18与所述箱体活动连接，可方便所述箱体1内部部件的取放。

作为示例，所述接线孔14设置于所述箱体1的左侧面及右侧面，以方便本测试装置的导线的布线，例如，所述表盘导线及所述电源导线等。

优选地，所述下压板22通过5根所述支柱13与所述箱体1的底面连接，其中4根所述支柱13设置于所述下压板22的边角，另1根所述支柱13设置于所述下压板22的中部。由于所述下压板22一般较薄，通过将4根所述支柱13设置于所述下压板22的边角，1根所述支柱13设置于所述下压板22的中部，可有效防止所述下压板22的变形。

为了进一步防止所述上压板21跟随所述螺杆41转动，如图1所示，所述箱体1还包括自所述箱体1顶面向所述箱体1底面延伸的限位柱17，所述限位柱17的自由端低于所述下压板22。当顺时针或者逆时针旋转所述罗盘42时，在所述罗盘42的带动下，所述螺杆41配合所述螺纹孔12在所述箱体1内上下移动，同时连接于所述螺栓4上的所述上压板21也在所述箱体1内上下移动，当所述上压板21在水平面内发生旋转时，由于设置有所述限位柱17，可以有效防止所述上压板21的旋转。优选地，所述箱体1包括2根所述限位柱17，以保证限位效果的同时降低对测量结果的影响。

优选地，所述电源可采用大电流低压变压器，将220V工业用电转化为0～10V可调电压。

作为示例，所述罗盘42与所述螺杆41的上端可拆卸连接，所述轴承43的内围与所述螺杆41的下端可拆卸连接，所述轴承43的外围与所述上压板21可拆卸连接，从而方便所述螺栓4从所述箱体1上取出，以及更换部件。另外，也可将可拆卸连接的方式改为焊接的连接方式，该方式的优点在于连接牢靠，但不方便取出和更换部件。可根据具体情况选择所述固定连接方式，在这里不做限定。

优选地，所述金属片5放置于所述多孔薄膜3的中央，当所述上压板21与所述下压板22挤压时，更容易刺破所述多孔薄膜3。

作为示例，所述箱体1选用金属箱体，耐高温并具有良好的框架支撑性能；所述支柱13包含聚酰亚胺支柱，所述限位柱17包含聚酰亚胺限位柱，以保证所述支柱13及限位柱17绝缘和耐高温；所述金属片5包含镍片；所述极性相反的集流体包括正性集流体及负性集流体，即当所述上压板21为正性集流体时，所述下压板22为负性集流体，反之则相反，所述正性集流体包含铝板，所述负性集流体包含铜板，通过设置所述上压板21及下压板22为集流体材质，以模拟锂离子电池的的正负极，从而所述上压板21、多孔薄膜3及下压板22可形成锂离子电池结构。

基于本实用新型的多孔薄膜安全性测试装置，测试步骤包括：配合所述螺纹孔12，将所述螺杆41连接于所述箱体1上；安装所述罗盘42、轴承43及上压板21；将所述多孔薄膜3放置于所述下压板22的表面；将所述金属片5放置于所述多孔薄膜3的中央；关闭所述活动门11；打开电源，旋转所述罗盘42，所述上压板21在螺杆41的带动下向所述下压板22移动并对所述金属片5进行挤压，随着下压力的增大，所述金属片5刺破所述多孔薄膜3，此时打开鼓风机，对所述箱体1进行降温，当所述金属片5刺破所述多孔薄膜3，所述金属片5接触所述上压板21和下压板22，造成所述电源正极和负极形成闭合回路，达到锂离子电池内部短路的效果，通过所述表盘6上的所述电压表及电流表测得所述上压板21与下压板22之间的电压U及电流I，通过电压U和电流I可计算产生的热量，另外也可观察所述多孔薄膜3的收缩情况，即可判断所述多孔薄膜3的安全性能。

综上所述，本实用新型提供一种多孔薄膜安全性测试装置，包括：箱体，用于提供测试区域和固定框架，所述箱体的正面设置有活动门，所述箱体的顶面设置有螺纹孔，所述箱体的底面设置有支柱，所述箱体设置有接线孔，所述接线孔用于将外部线路引入所述箱体内；导电压板，设置于所述箱体内，具有间隔平行设置的上压板及下压板，且所述上压板及下压板包含极性相反的集流体，其中，所述下压板通过所述支柱与所述箱体的底面连接，多孔薄膜放置于所述下压板的表面；螺栓，包括螺杆、罗盘及轴承，所述罗盘与所述螺杆的上端固定连接，所述轴承的内围与所述螺杆的下端固定连接，所述轴承的外围与所述上压板固定连接，以保证所述上压板不会随所述螺杆转动，其中，所述螺杆通过与所述螺纹孔配合连接于所述箱体上；金属片，放置于所述多孔薄膜上，当所述上压板与下压板挤压时，用于刺破所述多孔薄膜；表盘，设置于所述箱体外，表盘导线通过所述接线孔与所述上压板及下压板电连接，所述表盘包括电压表及电流表，所述电压表用于测试所述上压板及下压板两端的电压，所述电流表用于测试所述上压板及下压板之间的电流；电源，设置于所述箱体外，电源导线通过所述接线孔与所述上压板及下压板电连接，所述电源用于提供所述测试装置的工作电压。本实用新型通过模拟锂离子电池结构，测试锂离子电池由于多孔薄膜破裂引起的电池短路的安全性能，测试环境中不含有电解液，所以不会污染环境；不使用实物锂离子电池，不会有起火甚至爆炸的现象，所以没有安全隐患且不浪费资源；测试过程影响因素少，数据可靠，操作简单。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。