隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置，包括圓形主板和圓形底板，所述圓形底板面向圓形主板的一面的中心設(shè)置有用于存儲(chǔ)電解液的底板儲(chǔ)液槽，圓形主板的中心設(shè)置有一用于存儲(chǔ)電解液的主板儲(chǔ)液腔，所述主板儲(chǔ)液腔為通孔，所述主板儲(chǔ)液腔上表面依次蓋設(shè)有密封膠墊、蓋板和活動(dòng)條；所述圓形主板和圓形底板同心設(shè)置有多個(gè)固定孔，至少二對(duì)固定孔穿設(shè)有螺桿，所述螺桿延伸出圓形主板表面并套設(shè)彈簧后由螺母連接；所述圓形主板和圓形底板之間電性絕緣，所述圓形主板和圓形底板分別電性連接內(nèi)阻儀的兩極。本實(shí)用新型具有能準(zhǔn)確測(cè)定隔膜閉孔、破膜溫度的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及測(cè)量裝置，尤其是涉及一種能準(zhǔn)確測(cè)定隔膜閉孔、破膜溫度的隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池主要由正極、負(fù)極、電解液以及隔膜組成，其中隔膜位于正極與負(fù)極之間，作用是將正極和負(fù)極隔開，防止電子通過，但是允許離子通過，當(dāng)電池內(nèi)部溫度升高時(shí)，電池隔膜能夠關(guān)閉微孔，阻止鋰離子通過，切斷正極與負(fù)極之間的聯(lián)系，使電池反應(yīng)停止，提高電池的安全性，因此鋰電池隔膜的性能對(duì)電池的安全性起著至關(guān)重要的作用。
[0003]由于隔膜的結(jié)構(gòu)由大量的微孔組成，彼此之間互通，孔徑大小為Iym以下的薄膜，安全性是電池首先考慮的安全指標(biāo)，尤其涉及動(dòng)力電池領(lǐng)域，由于電池內(nèi)部短路所產(chǎn)生的熱量使得電池內(nèi)部溫度迅速升高，當(dāng)溫度升高到一定程度，隔膜微孔會(huì)隨著溫度的升高慢慢閉合，使電池內(nèi)部電阻增大，直到隔膜微孔結(jié)構(gòu)完全閉合，此時(shí)電池內(nèi)部正負(fù)極反應(yīng)完全停止，電池內(nèi)部溫度得到控制，防止“熱失控”現(xiàn)象的發(fā)生，有效的阻止了鋰電池爆炸或起火等安全事故的發(fā)生，這個(gè)溫度值越低，鋰電池在短路情況下關(guān)閉電池內(nèi)部反應(yīng)的時(shí)間越早，鋰電池越安全，反之，電池安全性難以得到保障，但此溫度必須在適當(dāng)范圍，同時(shí)應(yīng)該高于電池使用的環(huán)境溫度，以保證電池正常使用，這個(gè)溫度就是閉孔溫度，決定著電池的安全性能，如果電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量來不及散出，在隔膜關(guān)閉微孔后溫度繼續(xù)上升，達(dá)到隔膜材料的熔融溫度，造成隔膜破裂，電池內(nèi)部正負(fù)極片直接接觸在一起，發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)，內(nèi)部溫度重新迅速升高，引發(fā)“熱失控”的發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致電池起火爆炸，所以隔膜破裂時(shí)的溫度也是鋰電池安全性的一個(gè)重要指標(biāo)，這個(gè)溫度就是破膜溫度，因此從鋰電池安全角度來衡量，閉孔、破膜溫度是電池隔膜生產(chǎn)過程中必須要控制的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)鋰電池的安全性起著至關(guān)重要的作用，所以，閉孔、破膜溫度的測(cè)試方法尤其是測(cè)試裝置的研究對(duì)鋰電池隔膜質(zhì)量控制是必不可少的。
[0004]目前，大多數(shù)鋰電池隔膜生產(chǎn)商并沒有提供隔膜產(chǎn)品的閉孔、破膜等關(guān)系電池安全的溫度范圍以及相關(guān)參數(shù)，鋰電池隔膜產(chǎn)品之間也是良莠不齊，而使用廠商目前也不能對(duì)隔膜的閉孔、破膜溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，這在用戶使用鋰電池產(chǎn)品時(shí)存在一個(gè)嚴(yán)重的安全隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為克服上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種能準(zhǔn)確測(cè)定隔膜閉孔、破膜溫度的隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的，一種隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置，包括圓形主板和圓形底板，所述圓形底板面向圓形主板的一面的中心設(shè)置有用于存儲(chǔ)電解液的底板儲(chǔ)液槽，所述儲(chǔ)液槽上方覆蓋有待測(cè)隔膜，所述待測(cè)隔膜上方蓋合有一環(huán)形密封圈，所述密封圈上方蓋設(shè)有圓形主板，圓形主板的中心設(shè)置有一用于存儲(chǔ)電解液的主板儲(chǔ)液腔，所述主板儲(chǔ)液腔為通孔，所述主板儲(chǔ)液腔上表面依次蓋設(shè)有密封膠墊、蓋板和活動(dòng)條；所述圓形主板和圓形底板同心設(shè)置有多個(gè)固定孔，至少二對(duì)固定孔穿設(shè)有螺桿，所述螺桿延伸出圓形主板表面并套設(shè)彈簧后由螺母連接；所述活動(dòng)條中間設(shè)置有螺紋孔，一中心螺桿穿過螺紋孔抵壓在蓋板上，所述活動(dòng)條固定在圓形主板上；所述圓形主板和圓形底板之間電性絕緣，所述圓形主板和圓形底板分別電性連接內(nèi)阻儀的兩極。
[0007]作為一種優(yōu)選方式，所述活動(dòng)條二端設(shè)置有二通孔，所述圓形主板和圓形底板分別設(shè)置有與通孔同心的固定孔，所述螺桿依次穿過圓形底板和圓形主板的固定孔以及通孔后通過一螺母連接，所述活動(dòng)條浮置在圓形主板上方。
[0008]作為一種優(yōu)選方式，所述圓形底板上設(shè)置有一放置熱電偶探頭的測(cè)溫孔。
[0009]作為一種優(yōu)選方式，所述螺桿通過絕緣墊穿過圓形底板的固定孔。
[0010]作為一種優(yōu)選方式，所述圓形主板和圓形底板都為不銹鋼板。
[0011]本實(shí)用新型的彈簧起到一個(gè)很好的調(diào)節(jié)作用，當(dāng)密封圈受熱膨脹時(shí)，彈簧根據(jù)裝置內(nèi)部氣壓變化自動(dòng)伸縮，避免了密封圈因應(yīng)力大而形變漏氣或者漏液，導(dǎo)致測(cè)試失?。粶y(cè)試裝置底板中心設(shè)有一儲(chǔ)液槽，測(cè)試時(shí)濕法隔膜放于注滿電解液的儲(chǔ)液槽之上，避免了測(cè)試過程中隔膜熔融后粘附在底板上阻礙了破膜后孔洞的擴(kuò)大，解決了隔膜破膜后測(cè)試裝置電阻下降速率緩慢，沒有明顯的拐點(diǎn)，難以判明破膜溫度的困擾，提高了測(cè)試的精確度；本實(shí)用新型所采用的設(shè)計(jì)，在升溫速率上更有優(yōu)勢(shì)，極大縮短了測(cè)試時(shí)間，提高了工作效率；本實(shí)用新型組裝簡(jiǎn)便，測(cè)試結(jié)果重現(xiàn)性和一致性較好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1本實(shí)用新型實(shí)施例隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2本實(shí)用新型實(shí)施例隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0015]一種隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置，請(qǐng)參考圖1和圖2，包括圓形主板5和圓形底板8,所述圓形底板8面向圓形主板5的一面的中心設(shè)置有用于存儲(chǔ)電解液的底板儲(chǔ)液槽801，所述儲(chǔ)液槽801上方覆蓋有待測(cè)隔膜7，所述待測(cè)隔膜7上方蓋合有一環(huán)形密封圈6，所述密封圈6上方蓋設(shè)有圓形主板5，圓形主板5的中心設(shè)置有一用于存儲(chǔ)電解液的主板儲(chǔ)液腔501，所述主板儲(chǔ)液腔501為通孔，所述主板儲(chǔ)液腔501上表面依次蓋設(shè)有密封膠墊11、蓋板10和活動(dòng)條3 ;所述圓形主板5和圓形底板8同心設(shè)置有多個(gè)固定孔，至少二對(duì)固定孔穿設(shè)有螺桿9，所述螺桿9延伸出圓形主板5表面并套設(shè)彈簧4后由螺母2連接；所述活動(dòng)條3中間設(shè)置有螺紋孔，一中心螺桿I穿過螺紋孔抵壓在蓋板10上，所述活動(dòng)條3固定在圓形主板5上；所述圓形主板5和圓形底板8之間電性絕緣,所述圓形主板5和圓形底板8分別電性連接內(nèi)阻儀的兩極。
[0016]測(cè)試時(shí)，底板儲(chǔ)液槽801內(nèi)注滿電解液后，將隔膜7置于底板儲(chǔ)液槽801之上，密封圈6套設(shè)在底板儲(chǔ)液槽801外且放置在圓形主板5和圓形底板8之間,從而防止電解液和電性絕緣圓形主板5和圓形底板8，將螺桿9穿過圓形底板8的固定孔，穿入緩沖彈簧4后用螺母2緊固,通過主板儲(chǔ)液腔501注滿電解液后,依順序放置密封膠墊11、蓋板10、活動(dòng)條3后用螺絲固定。
[0017]鋰離子電池隔膜是一種多微孔高分子薄膜材料，在環(huán)境溫度下，鋰離子能自由穿梭于隔膜微孔，電池內(nèi)阻較小，這就是鋰電池的充放電過程，但是當(dāng)環(huán)境溫度提高后，微孔慢慢受熱溶脹縮小，當(dāng)達(dá)到一定溫度(Tb)時(shí)，微孔完全關(guān)閉，鋰離子無法通過隔膜微孔穿梭，內(nèi)阻迅速增大，正負(fù)極之間形成斷路，倘若溫度繼續(xù)上升，上升到一定溫度(Tp)，隔膜材料熔融，隔膜收縮、破裂形成了空洞，鋰離子重新穿梭于正負(fù)極之間，內(nèi)阻迅速減小，Tb就是隔膜的閉孔溫度，而Tp為破膜溫度，因此，通過測(cè)量鋰電池升溫過程內(nèi)阻的變化便可以直接計(jì)算出隔膜的閉孔、破膜溫度。
[0018]利用本裝置進(jìn)行隔膜閉孔、破膜溫度檢測(cè)方法，包括以下幾個(gè)步驟:
[0019][I]開啟烘箱電源，設(shè)置烘箱溫度為180°C，預(yù)熱烘箱；
[0020][2]裝配電池隔膜閉孔溫度、破膜溫度測(cè)試裝置:按底座、待測(cè)隔膜、密封圈、主板的順序裝配，用螺桿螺母固定；
[0021][3]用注射器取約I?2ml電解液，從主板儲(chǔ)液腔501注入測(cè)試裝置中，用手將裝置在臺(tái)面上輕輕振動(dòng)，將裝置內(nèi)的空氣排出，補(bǔ)加電解液至小孔充滿，再將裝置的密封圈和上蓋壓好固定；
[0022][4]將溫度測(cè)量?jī)x的測(cè)溫線從烘箱頂部的小孔伸進(jìn)烘箱內(nèi)，測(cè)溫頭插入裝置的測(cè)溫孔；
[0023][5]將內(nèi)阻儀的兩個(gè)測(cè)量接頭從烘箱頂部的小孔伸進(jìn)烘箱內(nèi)，分別與裝置的主板和底板上的電極位點(diǎn)連接；
[0024][6]將裝配好的內(nèi)阻測(cè)試裝置放入烘箱內(nèi)的紙板上，要注意防止兩極短路；
[0025][7]開啟內(nèi)阻儀電源，設(shè)置內(nèi)阻儀的測(cè)量量程范圍；
[0026][8]開啟溫度記錄儀的電源；
[0027][9]分別記錄內(nèi)阻儀和溫度記錄儀的顯示值；
[0028]①當(dāng)模塊溫度升高至臨近閉孔溫度(Tb)時(shí)，內(nèi)阻值會(huì)迅速增大，內(nèi)阻值超過內(nèi)阻儀測(cè)量的量程范圍，儀器發(fā)出警報(bào)聲；
[0029]②當(dāng)溫度升高至超過破膜溫度(Tp)后，內(nèi)阻值又會(huì)迅速降低回復(fù)到內(nèi)阻儀測(cè)量范圍；
[0030][10]測(cè)完破膜溫度后，關(guān)閉內(nèi)阻儀、溫度記錄儀的電源，拆除內(nèi)阻測(cè)試模塊的連線，取出內(nèi)阻測(cè)試模塊；
[0031][11]清洗干凈內(nèi)阻測(cè)試模塊，更換另一個(gè)樣，重復(fù)按上述方法再測(cè)試一次；
[0032][12]兩次測(cè)試的Tb差值超過3°C時(shí)，需再按上述方法進(jìn)行重新檢測(cè)一次；
[0033][13]測(cè)試完成后，將烘箱的溫度設(shè)定調(diào)低，不停鼓風(fēng)機(jī)使烘箱溫度降低到100°C以下，關(guān)閉烘箱電源；
[0034][14]拆卸內(nèi)阻測(cè)試模塊，將模塊部件清洗干凈。
[0035]本裝置的彈簧起到一個(gè)很好的調(diào)節(jié)作用，當(dāng)密封圈受熱膨脹時(shí)，彈簧根據(jù)裝置內(nèi)部氣壓變化自動(dòng)伸縮，避免了密封圈因應(yīng)力大而形變漏氣或者漏液，導(dǎo)致測(cè)試失?。粶y(cè)試裝置底板中心設(shè)有一儲(chǔ)液槽，測(cè)試時(shí)濕法隔膜放于注滿電解液的儲(chǔ)液槽之上，避免了測(cè)試過程中隔膜熔融后粘附在底板上阻礙了破膜后孔洞的擴(kuò)大，解決了隔膜破膜后測(cè)試裝置電阻下降速率緩慢，沒有明顯的拐點(diǎn)，難以判明破膜溫度的困擾，提高了測(cè)試的精確度；本裝置所采用的設(shè)計(jì)，在升溫速率上更有優(yōu)勢(shì)，極大縮短了測(cè)試時(shí)間，提高了工作效率；本測(cè)試裝置組裝簡(jiǎn)便，測(cè)試結(jié)果重現(xiàn)性和一致性較好。
[0036]在一實(shí)施例的隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置中，請(qǐng)參考圖1和圖2，在前面技術(shù)方案的基礎(chǔ)上具體還可以是，活動(dòng)條3 二端設(shè)置有二通孔，所述圓形主板5和圓形底板8分別設(shè)置有與通孔同心的固定孔，所述螺桿9依次穿過圓形底板8和圓形主板5的固定孔以及通孔后通過一螺母2連接，所述活動(dòng)條3浮置固定在圓形主板5上方，從而當(dāng)密封圈受熱膨脹時(shí)，圓形主板5能帶動(dòng)活動(dòng)條3同步向上移動(dòng)。
[0037]在一實(shí)施例的隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置中，請(qǐng)參考圖1和圖2，在前面技術(shù)方案的基礎(chǔ)上具體還可以是，圓形底板8上設(shè)置有一放置熱電偶探頭的測(cè)溫孔802。
[0038]在一實(shí)施例的隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置中，請(qǐng)參考圖2，在前面技術(shù)方案的基礎(chǔ)上具體還可以是，螺桿9通過絕緣墊901穿過圓形底板8的固定孔。
[0039]在一實(shí)施例的隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置中，在前面技術(shù)方案的基礎(chǔ)上具體還可以是，圓形主板5和圓形底板8都為不銹鋼板。
[0040]以上是對(duì)本實(shí)用新型隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置進(jìn)行了闡述，用于幫助理解本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，任何未背離本實(shí)用新型原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置，其特征在于:包括圓形主板和圓形底板，所述圓形底板面向圓形主板的一面的中心設(shè)置有用于存儲(chǔ)電解液的底板儲(chǔ)液槽，所述儲(chǔ)液槽上方覆蓋有待測(cè)隔膜，所述待測(cè)隔膜上方蓋合有一環(huán)形密封圈，所述密封圈上方蓋設(shè)有圓形主板，圓形主板的中心設(shè)置有一用于存儲(chǔ)電解液的主板儲(chǔ)液腔，所述主板儲(chǔ)液腔為通孔，所述主板儲(chǔ)液腔上表面依次蓋設(shè)有密封膠墊、蓋板和活動(dòng)條；所述圓形主板和圓形底板同心設(shè)置有多個(gè)固定孔，至少二對(duì)固定孔穿設(shè)有螺桿，所述螺桿延伸出圓形主板表面并套設(shè)彈簧后由螺母連接；所述活動(dòng)條中間設(shè)置有螺紋孔，一中心螺桿穿過螺紋孔抵壓在蓋板上，所述活動(dòng)條固定在圓形主板上；所述圓形主板和圓形底板之間電性絕緣，所述圓形主板和圓形底板分別電性連接內(nèi)阻儀的兩極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置，其特征在于:所述活動(dòng)條二端設(shè)置有二通孔，所述圓形主板和圓形底板分別設(shè)置有與通孔同心的固定孔，所述螺桿依次穿過圓形底板和圓形主板的固定孔以及通孔后通過一螺母連接，所述活動(dòng)條浮置在圓形主板上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置，其特征在于:所述圓形底板上設(shè)置有一放置熱電偶探頭的測(cè)溫孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置，其特征在于:所述螺桿通過絕緣墊穿過圓形底板的固定孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的隔膜閉孔、破膜溫度測(cè)試裝置，其特征在于:所述圓形主板和圓形底板都為不銹鋼板。
【文檔編號(hào)】G01N25/12GK204177757SQ201420442897
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】楊亞男, 陳良 申請(qǐng)人:深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司