[實用新型]一種隔膜穿刺強度測試裝置

有效

• 申請號: 201320382267.2
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN203396633U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 鄧耀明;賴旭倫;江輝
• 申請（專利權）人: 東莞新能源科技有限公司
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術領域

?本實用新型屬于鋰離子電池技術領域，特別涉及一種隔膜穿刺強度測試裝置。

背景技術

近年來，鋰離子電池廣泛應用于智能手機、筆記本電腦、電動汽車中。隨著低碳經濟的興起，鋰離子電池制造行業及鋰離子電池生產設備行業獲得了很好的發展機遇，同時也面臨著激烈的競爭。隔膜最主要的功能是分隔電池中的正負極板，防止正負極板直接接觸產生短路，同時，由于隔膜中具有大量曲折貫通的微孔，電池中的正負離子可以在微孔中自由通過，在正負極板之間遷移形成電池內部導電回路，而電子則通過外部回路在正負電極之間遷移形成電流，供用電設備利用。在電池制造過程中由于電極表面涂覆不夠平整、電極邊緣有毛刺等情況，以及裝配過程中工藝水平有限等因素，另外電池在使用過程中電池內部有可能會逐漸形成枝狀晶體，并刺破隔膜，造成內部微短路，因此要求隔膜有相當的穿刺強度。

另一方面，消費者要求鋰離子電池有更高的能量密度，這就要求電極內非能量密度貢獻單位所占體積越來越少、因此對鋰離子隔膜的需求也越來越薄，同等條件下，隔膜的耐刺穿性能會變差。因此對于鋰離子隔膜性能，穿刺強度是一項非常重要的評價項目。

目前穿刺強度的測試有工業標準可遵循，大致是在一定的速度（每分鐘3-5米）下，讓一個沒有銳邊緣的直徑為1mm的針刺向環狀固定的隔膜，為穿透隔膜所施加在針上的最大力就稱為穿刺強度。在這種測試條件下，隔膜上下表面完全懸空，當針頭穿越隔膜過程中，隔膜一開始會有變形，并會造成一定曲線張力，隨著壓力增大，最終完全刺穿隔膜。這種方法與實際電池中的情況有很大的差別，實際電池中隔膜位于正負極之間，表面相對較為平整，不會出現測試過充中的明顯曲面。因此，用這種測試方法獲得穿刺強度不是特別合理。

有鑒于此，確有必要提供一種更符合電池實際情況的隔膜穿刺強度測試設備及方法，為隔膜的質量控制提供依據。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型的目的在于：提供一種隔膜穿刺強度測試裝置，利用穿刺針接通電路瞬間實時測得的驅動部件的壓力值就為穿刺力，從而實現了對電池隔膜的穿刺強度的檢測，可為電池隔膜的質量控制提供依據。

本實用新型的技術方案為：一種隔膜穿刺強度測試裝置，包括用于固定電池隔膜的夾具及穿刺針，夾具由固定部及承載部組成，還包括驅動穿刺針向夾具承載部運動的驅動部件以及測試模塊，測試模塊分別與承載部、穿刺針電連接。

其中，穿刺針和承載部分別設有兩個用于與測試模塊電連接的接線柱。利用驅動部件驅動穿刺針刺穿隔膜，接通其電路，測試模塊陡然變化，而驅動部件施加的壓力就是隔膜的穿刺力，從而實現對電池隔膜穿刺強度的測試，該設備主要可為隔離膜的質量控制提供依據，并且較好地模擬了隔膜在電池內部的被刺穿行為，具有可靠性高，操作簡便的特點。

作為本實用新型的進一步改進，穿刺針穿過固定部的通孔，置于固定部上。

作為本實用新型的進一步改進，測試模塊包括電阻器、恒壓源及電壓表，電阻器、恒壓源、穿刺針與承載部串聯，電壓表測試穿刺針的電壓。

作為本實用新型的進一步改進，穿刺針由根部及端部組成，端部設有球形針頭。

作為本實用新型的進一步改進，球形針頭球徑為1mm。

作為本實用新型的進一步改進，穿刺針通過絕緣固件與驅動部件連接。

作為本實用新型的進一步改進，驅動部件為萬能拉力機或動態熱機械分析儀器。

驅動部件設有驅動控制系統，并與數據處理系統集成為一計算機處理，實時接收電壓表的電壓值和驅動部件的壓力值。

作為本實用新型的進一步改進，承載部與電池隔膜接觸的平面，其粗糙度Ra不高于0.2um；固定部件與電池隔膜接觸的平面，其粗糙度Ra不高于0.2um。

其中，承載部與電池隔膜接觸的平面和固定部件與電池隔膜接觸的平面的形狀可以是同心圓，矩形或者正方形，材質均為不銹鋼。

作為本實用新型的進一步改進，通孔直徑比穿刺針直徑至少大1mm。

本實用新型的有益效果在于：通過驅動部件驅動穿刺針刺穿隔膜，接通其電路，即可測試出隔膜的穿刺力，從而實現對電池隔膜穿刺強度的測試，為隔離膜的質量控制提供依據，并且較好地模擬了隔膜在電池內部的被刺穿行為，具有可靠性高，操作簡便的特點。

附圖說明

圖1為鋰離子隔膜穿刺測試裝置結構示意圖。

圖2為測試模塊的電路原理圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的，技術方案及優點更加清晰明了，結合以下附圖，對其進一步詳細說明，參照圖1及圖2。