复合集流体的熔断特性测试方法与流程

本发明涉及复合集流体的测试领域，具体地涉及一种复合集流体的熔断特性测试方法。

背景技术：

1、集流体是锂离子电池的重要组成部件之一，它不仅能够承载电极活性物质，而且还可以将电极活性物质产生的电流汇集起来，有利于降低锂离子电池的内阻，提高锂离子电池的库伦效率、循环稳定性和倍率性能。传统集流体的材料选择中，通常选择铜箔作为负极集流体，选择铝箔作为正极集流体。为提高锂离子电池的性能，传统集流体向超薄、超纯、高抗拉强度和高延伸率方向发展成为大势所趋，但是传统集流体不能无限减薄，原因在于需要保证一定的机械强度。如果集流体过薄，在电池循环过程中，易发生集流体的变形断裂，从而导致安全问题，而且超薄集流体的加工费也十分昂贵，导致整体成本不降反增。

2、复合集流体为传统集流体的降本增效提供了新的思路，其延续了传统集流体轻薄化的思路，用部分有机物替代铜箔或铝箔，进一步降低了铜箔或铝箔的用量。复合集流体的构造类似“三明治”，中间层为有机物，上下层为金属导电层，目前中间层的有机物常见的有pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pp(聚丙烯)、pi(聚酰亚胺)等。相较于传统集流体，复合集流体在安全性、能量密度、成本上(放量后)有较大优势。

3、就安全性来说，传统集流体穿刺时会产生大尺寸毛刺，造成内短路，且由于集流体尚未熔化，无法阻挡电流传递，容易造成热失控。而复合集流体中间的有机物层具有阻燃特性，且其金属导电层较薄，短路引起的温度升高将导致有机物层熔断或鼓胀，使得金属导电层变得不连续，导致电阻迅速增大，电流迅速降低，抑制了焦耳热的产生，从而可以有效降低因电池内短路所引起的局部温度迅速增加，降低锂离子电池着火以及爆炸的风险；随着温度的持续升高，复合集流体会如保险丝般熔断，使得短路电流大幅减小，温度升高幅度小，电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”，快速熔断从而不进一步传导电流，最终阻止电芯燃烧，防止热失控。此外，复合集流体还能在锂离子电池受热时熔断，切断活性物质与集流体的接触，从而切断导电通路，避免进一步热失控，起到短路时的熔断保护作用，保护电池包，防止起火爆炸。

4、然而，现有技术中缺少相应的测试方法来测试复合集流体的熔断特性，例如测试多大电流、多长时间能够使复合集流体发生熔断，得到不同结构复合集流体的熔断电流、熔断时间和熔断温度等特性参数，为提高复合集流体的安全性能提供指导。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术缺少相应的方法测试复合集流体的熔断特性，提供一种复合集流体的熔断特性测试方法，该测试方法能够快速准确地测量出复合集流体的熔断特性，为复合集流体的结构改进提供指导，同时该测试方法还填补了目前针对复合集流体熔断特性测试的空白。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种复合集流体的熔断特性测试方法，包括：

3、通过恒流电源向复合集流体通入不同大小的电流，直至所述复合集流体发生熔断时结束测试，记录所述复合集流体发生熔断时的电流、时间以及所述复合集流体的表面温度。

4、可选地，所述恒流电源上连接有电流传感器，所述电流传感器用于测量通过所述复合集流体的电流大小。

5、可选地，所述恒流电源上连接有电流控制器，所述电流控制器用于控制通过所述复合集流体的电流大小。

6、可选地，所述熔断特性测试方法包括在所述复合集流体的表面粘贴热电偶，通过所述热电偶测量所述复合集流体发生熔断时的表面温度。

7、可选地，所述熔断特性测试方法还包括：在测试开始前，调节控制测试环境的温度和湿度至设定值。

8、可选地，所述温度为-20℃～80℃，所述湿度为20％-98％。

9、可选地，所述熔断特性测试方法还包括：在测试开始前，通过挤压装置对所述复合集流体施加一定压力，或者通过针刺装置穿刺所述复合集流体。

10、可选地，所述挤压装置和所述针刺装置上分别设置有压力传感器，所述压力传感器用于测量所述挤压装置或所述针刺装置施加到所述复合集流体上的压力。

11、可选地，所述熔断特性测试方法包括：

12、仅通过所述恒流电源向所述复合集流体通入电流；或者

13、仅通过所述挤压装置或所述针刺装置向所述复合集流体通入脉冲电流；或者

14、通过所述恒流电源向所述复合集流体通入电流的同时，通过所述挤压装置或所述针刺装置向所述复合集流体通入脉冲电流。

15、可选地，所述熔断特性测试方法还包括通过视觉检测系统记录所述复合集流体在测试过程中的表面状态变化。

16、通过上述技术方案，通过恒流电源向复合集流体中通入一定大小的电流时，复合集流体的表面温度会升高，若通入的电流较大，复合集流体的发热量超出其承受温度时，复合集流体会发生熔断，记录该复合集流体发生熔断时的电流、时间以及复合集流体的表面温度，即可得到对应该结构设计的复合集流体的熔断特性，通过本发明提供的方法可方便技术人员研究不同结构设计的复合集流体的熔断性能，为复合集流体的设计应用提供指导。

技术特征：

1.一种复合集流体的熔断特性测试方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试方法，其特征在于，所述恒流电源上连接有电流传感器，所述电流传感器用于测量通过所述复合集流体的电流大小。

3.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试方法，其特征在于，所述恒流电源上连接有电流控制器，所述电流控制器用于控制通过所述复合集流体的电流大小。

4.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试方法，其特征在于，所述熔断特性测试方法包括在所述复合集流体的表面粘贴热电偶，通过所述热电偶测量所述复合集流体发生熔断时的表面温度。

5.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试方法，其特征在于，所述熔断特性测试方法还包括：在测试开始前，调节控制测试环境的温度和湿度至设定值。

6.根据权利要求5所述的复合集流体的熔断特性测试方法，其特征在于，所述温度为-20℃～80℃，所述湿度为20％-98％。

7.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试方法，其特征在于，所述熔断特性测试方法还包括：在测试开始前，通过挤压装置对所述复合集流体施加一定压力，或者通过针刺装置穿刺所述复合集流体。

8.根据权利要求7所述的复合集流体的熔断特性测试方法，其特征在于，所述挤压装置和所述针刺装置上分别设置有压力传感器，所述压力传感器用于测量所述挤压装置或所述针刺装置施加到所述复合集流体上的压力。

9.根据权利要求7所述的复合集流体的熔断特性测试方法，其特征在于，所述熔断特性测试方法包括：

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的复合集流体的熔断特性测试方法，其特征在于，所述熔断特性测试方法还包括通过视觉检测系统记录所述复合集流体在测试过程中的表面状态变化。

技术总结
本发明涉及复合集流体的测试领域，公开了一种复合集流体的熔断特性测试方法，包括通过恒流电源向复合集流体通入不同大小的电流，直至复合集流体发生熔断时结束测试，记录复合集流体发生熔断时的电流、时间以及复合集流体的表面温度；本发明通过恒流电源向复合集流体中通入一定大小的电流时，复合集流体的表面温度会升高，若通入的电流较大，复合集流体的发热量超出其承受温度时，复合集流体会发生熔断，记录该复合集流体发生熔断时的电流、时间以及复合集流体的表面温度，即可得到对应该结构设计的复合集流体的熔断特性，本发明提供的方法可方便技术人员研究不同结构设计的复合集流体的熔断性能，为复合集流体的设计应用提供指导。

技术研发人员：姜艳茹,张蒙恩,王旭霞,姜宏峰,秦百一
受保护的技术使用者：安迈特科技（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19