隔膜浸润性测试方法以及隔膜浸润性测试装置与流程

本发明涉及电池，尤其涉及一种隔膜浸润性测试方法以及隔膜浸润性测试装置。

背景技术：

1、二次电池能够将电能转化为化学能进行储存，并且在需要时再将化学能转化为电能进行释放，在目前的生产生活中得到了广泛的应用。二次电池中通常包括相对设置的正极极片和负极极片，还包括用于间隔正极极片和负极极片的隔离膜以及用于供离子传导的电解液。

2、隔膜在电解液中的浸润性是影响电池内阻的一大因素，因此在实际生产中经常需要对隔膜的浸润性进行定量评估。传统技术中通常采用接触角法、平板法、克列姆法或是润湿天平法判断隔膜在电解液中的浸润性。其中，接触角法指的是将电解液滴至隔膜表面，并根据隔膜与电解液之间的接触角或者液滴两端之间的距离等定量判断隔膜的浸润性；平板法指的是将定量的电解液滴加至隔膜表面，并根据相同时间内电解液铺展的区域大小定量判断隔膜的浸润性；克列姆法指的是将固定尺寸的隔膜竖直浸入电解液中，根据一定时间内电解液爬升的高度定量判断隔膜的浸润性；润湿天平法指的是将隔膜的一端浸入电解液中，并根据其在一定时间内吸附的电解液的质量以定量判断隔膜的浸润性。在上述测量方法中，接触角法难以直观反应出隔膜在电解液中实际的浸润情况且不易定量分析，平板法、克列姆法和润湿天平法在实际测试时受到随机因素的影响较大，导致测量结果的准确度较低。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述背景技术中的问题，提供一种能够提高测量结果准确度的隔膜浸润性测试装置，并且提供相对应的隔膜浸润性测试方法。

2、根据本申请的一些实施例，提供了一种隔膜浸润性测试方法，其包括如下步骤：

3、将多片极片与至少一片隔膜交替叠置后进行热压，并制备贯穿所述极片和所述隔膜的注液通孔，形成待测试件；

4、向所述待测试件的所述注液通孔中注入含有荧光剂的荧光电解液；以及，

5、静置以使所述荧光电解液沿着所述注液通孔的径向方向在所述隔膜中扩散，通过所述荧光剂所处区域判定所述隔膜的浸润区域，并获取所述浸润区域的浸润面积，根据所述浸润面积和静置时长计算浸润速率。

6、在本申请的一些实施例中，获取所述浸润面积的步骤包括：

7、获取所述隔膜，采用视觉检测机构扫描所述隔膜的浸润区域并测量所述浸润面积；或者，

8、提供面积比对件，所述面积比对件的表面上绘制有多个依次密集排布的标准单元格；

9、将所述隔膜与所述面积比对件对位设置，获取所述浸润区域在所述面积比对件上的投影区域，统计位于所述投影区域中的所述标准单元格的数量，并且结合所述标准单元格的面积计算所述浸润面积。

10、在本申请的一些实施例中，在所述待测试件中，所述隔膜的数量为3~20；在获取所述浸润面积的步骤中，所述隔膜的数量为奇数，选择获取居中设置的所述隔膜的浸润面积，或者，所述隔膜的数量为偶数，选择获取居中设置的两片所述隔膜中更靠近注液入口的所述隔膜的浸润面积。

11、在本申请的一些实施例中，所述极片的数量比所述隔膜的数量多一层，各所述隔膜均接触设置于相邻的两片所述极片之间。

12、在本申请的一些实施例中，在进行热压的步骤中，控制热压的压力为6t~20t，控制热压的温度为25℃~90℃，控制热压的时间为30s~60s。

13、在本申请的一些实施例中，所述注液通孔呈柱状，所述注液通孔的横截面积为s，所述待测试件的厚度为h，在注入含有荧光剂的荧光电解液的步骤中，注入的所述荧光电解液的体积为k·sh，其中k的取值为2~4，且注入的所述荧光电解液的体积≤4ml。

14、在本申请的一些实施例中，在向所述注液通孔中注入所述荧光电解液的步骤中，控制所述荧光电解液的注入量为0.2ml~2.5ml。

15、在本申请的一些实施例中，所述隔膜的厚度为5μm~20μm。

16、在本申请的一些实施例中，荧光剂在所述荧光电解液中的质量浓度为0.05%~0.1%。

17、在本申请的一些实施例中，在静置以使所述荧光电解液沿着所述隔膜扩散的步骤中，静置的时间是1min~10min。

18、本申请还提供了一种隔膜浸润性测试装置，包括待测试件和注液机构；

19、所述待测试件包括多片极片和至少一片隔膜，所述隔膜和所述极片交替层叠设置，所述待测试件还包括贯穿所述极片和所述隔膜的注液通孔；

20、所述注液机构包括含有荧光剂的荧光电解液，所述注液机构用于向所述注液通孔中注入所述荧光电解液。

21、在本申请的一些实施例中，所述隔膜浸润性测试装置还包括用于扫描所述隔膜的浸润区域、并且获取所述隔膜的浸润面积的视觉检测机构；或者，

22、所述隔膜浸润性测试装置还包括与所述隔膜配合使用的面积比对件，所述面积比对件的表面上绘制有多个依次密集排布的标准单元格。

23、在本申请的隔膜浸润性测试方法中，先通过热压的方式以使得至少一片隔膜能够紧密贴合于相邻的两个极片之间，并形成注液通孔以作为待测试件。荧光电解液被注入注液通孔中，荧光电解液能够从注液通孔中沿着隔膜的侧壁向隔膜中扩散。隔膜的浸润区域中含有荧光剂，因此浸润区域能够产生荧光，而浸润区域之外则不能够产生荧光，这使得浸润区域能够通过视觉进行分辨并获取浸润面积，根据浸润面积和静置时长能够定量计算该隔膜的浸润速率。其中，通过将极片与隔膜紧密贴合，并且将电解液沿着通孔注入使其扩散的方式，能够保证电解液扩散的环境较为稳定，从而提高测量结果的准确程度。并且，该测试件中采用极片夹设隔膜，与隔膜在使用时所处的实际环境较为契合，因此该测试方法得到的测量结果也能够更真实地反应出隔膜在电池内部的浸润能力。

24、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种隔膜浸润性测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的隔膜浸润性测试方法，其特征在于，获取所述浸润面积的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的隔膜浸润性测试方法，其特征在于，在所述待测试件中，所述隔膜的数量为3~20；

4.根据权利要求3所述的隔膜浸润性测试方法，其特征在于，所述极片的数量比所述隔膜的数量多一层，各所述隔膜均接触设置于相邻的两片所述极片之间。

5.根据权利要求1~4任意一项所述的隔膜浸润性测试方法，其特征在于，在进行热压的步骤中，控制热压的压力为6t~20t，控制热压的温度为25℃~90℃，控制热压的时间为30s~60s。

6.根据权利要求1~4任意一项所述的隔膜浸润性测试方法，其特征在于，所述注液通孔呈柱状，所述注液通孔的横截面积为s，所述待测试件的厚度为h，在注入含有荧光剂的荧光电解液的步骤中，注入的所述荧光电解液的体积为k·sh，其中k的取值为2~4，且注入的所述荧光电解液的体积≤4ml。

7.根据权利要求6所述的隔膜浸润性测试方法，其特征在于，在向所述注液通孔中注入所述荧光电解液的步骤中，控制所述荧光电解液的注入量为0.2ml~2.5ml。

8.根据权利要求1~4及7任意一项所述的隔膜浸润性测试方法，其特征在于，所述隔膜的厚度为5μm~20μm。

9.根据权利要求1~4及7任意一项所述的隔膜浸润性测试方法，其特征在于，荧光剂在所述荧光电解液中的质量浓度为0.05%~0.1%。

10.根据权利要求1~4及7任意一项所述的隔膜浸润性测试方法，其特征在于，在静置以使所述荧光电解液沿着所述隔膜扩散的步骤中，静置的时间是1min~10min。

11.一种隔膜浸润性测试装置，其特征在于，包括待测试件和注液机构；

12.根据权利要求11所述的隔膜浸润性测试装置，其特征在于，所述隔膜浸润性测试装置还包括用于扫描所述隔膜的浸润区域、并且获取所述隔膜的浸润面积的视觉检测机构；或者，

技术总结
本发明提供了一种隔膜浸润性测试方法以及隔膜浸润性测试装置。该隔膜浸润性测试方法包括如下步骤：将多片极片与至少一片隔膜交替叠置后进行热压，并制备贯穿极片和隔膜的注液通孔，形成待测试件；向待测试件的注液通孔中注入含有荧光剂的荧光电解液；以及，静置以使荧光电解液沿着注液通孔的径向方向在隔膜中扩散，通过荧光剂所处区域判定隔膜的浸润区域，并获取浸润区域的浸润面积，根据浸润面积和静置时长计算浸润速率。

技术研发人员：张曹朦,郑建明,肖文武,仇镔
受保护的技术使用者：深圳海辰储能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17