[實用新型]一種電池隔膜透氣度測試裝置

有效

• 申請號: 201420258808.5
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN203811516U
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 肖偉;趙麗娜;劉建國;嚴川偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N7/10
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本實用新型屬于電池技術領域，特別涉及一種電池隔膜透氣度測試裝置。

背景技術

電池隔膜是電池結構中最重要的一部分，隔膜性能的好壞在很大程度上將影響電池的循環壽命和充放電性能，隔膜厚度、平均孔徑及分布成為判別電池性能的重要指標。性能優良的電池隔膜將提升電池的容量和循環壽命，而性能較差的電池隔膜在惡劣條件下將導致電池起火，甚至爆炸等安全事故。

電池隔膜的透氣度是指在一定條件下，空氣通過指點面積隔膜所需要的時間，它是評價隔膜孔結構的重要指標，是隔膜對電池性能影響的一個重要參數。目前，電池隔膜的測試標準主要有GB1038、ASTM?D1434，但是專業測試設備價格昂貴，動輒數萬元，且操作過程復雜，不便維護。因此，為了滿足實驗室低成本、快速測定電池隔膜透氣度的要求，需要根據其測試原理發明新的方法及其裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種電池隔膜透氣度測試裝置，用此裝置測試電池隔膜的透氣度，具有操作簡單、成本低廉、數據準確、實用性強等優點。同時，本測試裝置可以測試不同溫度下隔膜的透氣度，探明隔膜的透氣度與溫度的變化關系，進而研究電池隔膜的閉孔溫度和破膜溫度，在一定程度上可以預測溫度變化導致的電池性能變化。

本實用新型的技術方案是：

一種電池隔膜透氣度測試裝置，該測試裝置包括：供氣系統、穩壓系統、變溫測試系統、計量系統，供氣系統的輸出端與穩壓系統連通，穩壓系統的輸出端與變溫測試系統連通，變溫測試系統的輸出端與計量系統連通。

所述的電池隔膜透氣度測試裝置，變溫測試系統由具有調溫功能的隔膜密封結構、所測試的電池隔膜組成，具有調溫功能的隔膜密封結構設有：進氣口、出氣口、密封圈、不銹鋼篩網、電池隔膜、隔膜密封腔Ⅰ、連接耳Ⅰ、連接耳Ⅱ、隔膜密封腔Ⅱ、螺栓，具體結構如下：

隔膜密封腔Ⅰ、隔膜密封腔Ⅱ相對設置通過止口對接形成隔膜密封腔，電池隔膜位于隔膜密封腔Ⅰ、隔膜密封腔Ⅱ之間，且電池隔膜旁襯以50目～400目不銹鋼篩網；隔膜密封腔Ⅰ、隔膜密封腔Ⅱ之間相對位置處的內側，隔膜密封腔Ⅰ的一端通過密封圈設置電池隔膜，電池隔膜的里側設置不銹鋼篩網；隔膜密封腔Ⅰ、隔膜密封腔Ⅱ之間相對位置處的外側，隔膜密封腔Ⅰ的一端設置連接耳Ⅰ，隔膜密封腔Ⅱ的另一端設置連接耳Ⅱ，連接耳Ⅰ和連接耳Ⅱ之間通過螺栓連接固定；隔膜密封腔Ⅰ的另一端設有進氣口，隔膜密封腔Ⅱ的另一端設有出氣口。

所述裝置的電池隔膜透氣度測試方法，采用定壓測量工藝，測試方法包括下列五個步驟：(1)固定并密封電池隔膜；(2)通過加熱裝置設定隔膜溫度；(3)進氣口一側通氣并設定壓力值；(4)計量透氣側透過一定體積氣體所需時間；(5)計算隔膜的透氣度。

所述的電池隔膜透氣度測試方法，電池隔膜的密封材料由橡膠、塑料、石墨或復合材料制成，需要根據測試溫度進行選擇：200～300℃時采用石墨或聚四氟乙烯材料的密封圈，低于200℃至-30℃的較低溫度時選用聚氨酯橡膠或丁基橡膠材料的密封圈。

所述的電池隔膜透氣度測試方法，電池隔膜的密封材料外層具有溫控裝置，方便測試-30℃～300℃溫度范圍內透氣度數據，溫控裝置升降溫速率保持在5℃～30℃/分鐘。

所述的電池隔膜透氣度測試方法，變溫測試系統溫度控制由高低溫實驗箱等可調節溫度的裝置完成，采用分段升溫方式：低于200℃至-30℃，升溫速率為20～30℃/分鐘；200℃至300℃，升溫速率為5～30℃/分鐘。

所述的電池隔膜透氣度測試方法，進氣口一側的壓力由進氣系統減壓閥和調壓系統背壓閥共同控制，為了避免氣流對隔膜的沖擊，進氣側壓力宜緩慢上升，由0MPa升至0.1MPa用時大于20s。

所述的電池隔膜透氣度測試方法，電池隔膜透氣度測試方法中，主要測量參數包括：待測樣品面積A(m²)、隔膜兩側壓力差△P(Pa)、透過氣體體積V(cm³)、所需時間T(s)，則透氣度值G_V(100)＝100T/(A×_△P×V)。

所述的電池隔膜透氣度測試方法，氣體透過時間需待氣體穩定后進行測量，在先后三次測量數值相差小于2％。

本實用新型的優點和有益效果是：

1、本實用新型提供了一種電池隔膜透氣度測試裝置，該裝置原理簡單，能夠定量地對電池隔膜的孔結構進行預測，方便不同隔膜之間進行對比，并對溫度變化引起的隔膜結構變化進行研究，初步確定電池隔膜的閉孔溫度和破膜溫度。