一种电池隔膜热收缩率的测试方法与流程

本发明属于能源材料技术领域，具体涉及一种电池隔膜热收缩率的测试方法。

背景技术：

二次电池是当今能源领域研究的热点之一。隔膜作为二次电池中重要的组件，在二次电池中主要的作用是隔离电池的正负极，以防止电池的短路，并可提供一个锂离子能正常通过的通道。

二次电池在使用过程中，由于充放电过程的交替进行，电池的整体温度会上升。在温度升高的过程中，隔膜会产生不同程度的收缩，并产生一定的收缩应力，当收缩应力大到一定程度后，隔膜就会破裂，从而引起电池的短路而损坏电池。隔膜的收缩率越小，电池的安全性越高。

目前测试收缩率的方法是通过测量不同温度下具有规整形状隔膜的长度和宽度的变化，通过计算得到热收缩率。发表的文章和现行的国标中，热收缩后的形状都是采用尺子量长度的方法计算得到，由于热收缩后隔膜的形状的不规整性，这种方法会增加测量结果的误差。同时，这种方法只能非连续性地一次测一个温度下的热收缩率，不能连续得到隔膜在持续升温过程中的热收缩率。

技术实现要素：

为了克服现有方法的不足，本发明的目的在于提供一种更精确地测定电池隔膜的方法。本发明以图像处理方法得到不同温度下隔膜的面积，并可得到不同温度下的隔膜的图像信息，可有效地排除了测量长度变化时由于样品形状的不规则带来的误差，在得到样品热收缩率的同时，还可得到样品的图像信息。

本发明的技术方案具体介绍如下。

一种电池隔膜热收缩率的测试方法，具体步骤如下：

（1）将电池隔膜平铺在烘箱内的样品台上；

（2）采用程序升温的办法利用烘箱对电池隔膜进行加热，升温速度在0.3~10℃之间，温度在30~200℃之间；

（3）通过摄像装置拍摄电池隔膜的变化，同步得到电池隔膜的不同温度下的图像信息；

（4）通过图像处理方法对获得的电池隔膜图像进行处理，得到不同温度下的电池隔膜的面积，其中，起始温度时的样品面积作为样品的初始面积用于热收缩率的计算；

（5）计算隔膜热收缩率s%，其公式为s%=隔膜在不同温度下的面积/隔膜的初始面积。

本发明中，步骤（1）中，样品台上均匀的涂一层滑石粉。

本发明中，步骤（1）中，电池隔膜置于样品台中，样品台中加入电解液。其可以通过在样品台中放入不同的电解液，得到样品在电解液存在条件下的收缩行为。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本发明方法使用的设备简单、操作方便，测试精度高。整个测试过程中都可连续自动进行，减少了人为的影响因素，通过图像处理方法得到样品的面积，可更精确地得到样品在不同温度下的热收缩率；

（2）样品的面积是通过对摄像装置得到的图像进行处理得到，不是通过测试样品的尺寸直接得到，可对任意形状的样品的热收缩率进行测试；

（3）由于采用的是面积直接测量法进行收缩率的测试，可有效地减小对经过热处理收缩后由于样品的不规则产生的在使用长度工具测量隔膜大小时所产生的误差；

（4）由于采用了图像法测试隔膜的面积变化，可连续测量不同温度下的隔膜热收缩率；

（5）面积变化是通过测试摄像装置直接采集到的不同真实温度下的图像信息得到，而不是将经过热处理并产生收缩的样品拿到室温环境中，避免了由于测量时样品所处环境的温度变化而引起的样品形状变化所导致的测量偏差，保证结果的可靠性；

（6）在对隔膜图像进行处理时，除可以得到隔膜的面积，还可得到隔膜的周长、边长、最大宽度和最小宽度等其它图像信息；

（7）可以通过在样品台中加入不同的电解液，得到样品在电解液存在条件下的收缩行为；

（8）在过程中还可同步得到不同温度下隔膜的图像信息。

附图说明

图1是本发明中电池隔膜收缩率的测试装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细介绍。

图1是本发明中电池隔膜收缩率的测试装置，其包括样品仓、烘箱、样品台和摄像装置，烘箱设置在样品仓内，烘箱内设置样品台，烘箱采用电加热方式，烘箱带有程序升温控制功能，摄像装置设置在样品台正上方；采集到的图像的面积通过图像面积处理方法获得。

实施例1

取一块边长为10cm*10cm的隔膜，放在表面涂过一层滑石粉的样品台上，放入已在30度下恒温15分钟的烘箱中，样品在放置15分钟后，通过摄像装置得到样品的图像信息，通过图像处理方法得到样品的初始面积。按设置的程序采用程序升温的方法，控制升温速度为2度/分钟，每升高10度停留10分钟后，通过摄像装置得到隔膜的图像信息，并用图像处理方法得到不同温度下的面积，与初始面积比较，得到隔膜的收缩率。

实施例2：取一块直径为10cm的圆形隔膜，放在表面涂过一层滑石粉的样品台上，放入已在40度下恒温15分钟的烘箱中，样品在放置15分钟后，通过摄像装置得到样品的图像信息，通过图像处理方法得到样品的初始面积。按设置的程序采用程序升温的方法，控制升温速度为2度/分钟，每升高10度停留10分钟后，通过摄像装置得到隔膜的图像信息，并用图像处理方法得到不同温度下的面积，与初始面积比较，得到隔膜的收缩率。

实施例3：取一块任意形状的隔膜，放在表面涂过一层滑石粉的样品台上，放入已在30度下恒温15分钟的烘箱中，样品在放置15分钟后，通过摄像装置得到样品的图像信息，通过面积处理方法对图像进行处理得到样品的初始面积。按设置的程序采用程序升温的方法，控制升温速度为2度/分钟，每升高10度停留10分钟后，通过摄像装置得到隔膜的图像信息，并用图像处理方法得到不同温度下的面积，与初始面积比较，得到隔膜的收缩率。

实施例4：取一块任意形状的隔膜，放在表面涂过一层滑石粉的样品台上，放入已在30度下恒温15分钟的烘箱中，样品在放置15分钟后，通过摄像装置得到样品的图像信息，通过面积处理方法对图像进行处理得到样品的初始面积。按设置的程序采用程序升温的方法，控制升温速度为0.5度/分钟，每升高10度停留10分钟后，通过摄像装置得到隔膜的图像信息，并用图像处理方法得到不同温度下的面积，与初始面积比较，得到隔膜的收缩率。

技术特征：

1.一种电池隔膜热收缩率的测试方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）将电池隔膜平铺在烘箱内的样品台上；

（2）采用程序升温的办法利用烘箱对电池隔膜进行加热，升温速度在0.3~10℃之间，温度在30~200℃之间；

（3）通过摄像装置拍摄电池隔膜，同步得到电池隔膜的不同温度下的图像信息；

（4）通过图像处理方法对获得的电池隔膜图像进行处理，得到不同温度下的电池隔膜的面积，其中，起始温度时的样品面积作为样品的初始面积用于热收缩率的计算；

（5）计算隔膜热收缩率s%，其公式为s%=隔膜在不同温度下的面积/隔膜的初始面积。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，步骤（1）中，样品台上均匀的涂一层滑石粉。

3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，步骤（1）中，电池隔膜置于样品台上，样品台中放置电解液。

技术总结
本发明公开了一种电池隔膜热收缩率的测试方法。本发明采用摄像装置，通过直接测试隔膜在不同温度下的面积变化，得到隔膜的热收缩率。本发明方法使用的设备简单、操作方便，测试精度高。整个测试过程中都可连续自动进行，减少了人为的影响因素，通过图像处理方法得到隔膜的面积，可对任意形状的隔膜进行热收缩率的测试，并更精确地得到隔膜在不同温度下的热收缩率和不同温度下的图像信息。

技术研发人员：田震;赵敏;王景伟
受保护的技术使用者：上海第二工业大学
技术研发日：2019.10.14
技术公布日：2019.12.13