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一种锂离子 电池隔膜击穿强度测试装置及其测试方法

阅读：22发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种锂离子电池隔膜击穿强度测试装置及其测试方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种锂离子电池隔膜击穿强度测试装置及其测试方法，所述测试装置包括绝缘工作平台、设置于所述绝缘工作平台上且用于固定隔膜试样一端的固定夹子、用于固定所述隔膜试样另一端的固定重量的夹板、放置于所述隔膜试样上表面的活动电极以及设置于所述绝缘工作平台上且位于所述隔膜试样下表面的固定电极，其中所述活动电极对所述隔膜试样施加向下的压力。本发明更贴近于隔膜的实际应用场景，测试可靠性高，准度度高。，下面是一种锂离子电池隔膜击穿强度测试装置及其测试方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种锂离子电池隔膜击穿强度测试装置，其特征在于，包括绝缘工作平台、设置于所述绝缘工作平台上且用于固定隔膜试样一端的固定夹子、用于固定所述隔膜试样另一端的固定重量的夹板、放置于所述隔膜试样上表面的活动电极以及设置于所述绝缘工作平台上且位于所述隔膜试样下表面的固定电极，其中所述活动电极对所述隔膜试样施加向下的压力。
2.如权利要求1所述的锂离子电池隔膜击穿强度测试装置，其特征在于，所述夹板的重量为80-500g。
3.如权利要求1所述的锂离子电池隔膜击穿强度测试装置，其特征在于，所述固定电极为(500-1200)mm*(300-800)mm*(2-10)mm的铜质长方形薄片。
4.如权利要求1所述的锂离子电池隔膜击穿强度测试装置，其特征在于，所述活动电极为厚度为2-5mm直径为20-50mm的圆柱状黄铜。
5.如权利要求1所述的锂离子电池隔膜击穿强度测试装置，其特征在于，所述绝缘工作平台的顶部形成水平的支撑面以放置所述隔膜试样，所述绝缘工作平台的一端为光滑圆弧面供所述隔膜试样向下过度，所述夹板可拆卸固定于所述隔膜试样的竖直部分。
6.如权利要求5所述的锂离子电池隔膜击穿强度测试装置，其特征在于，所述绝缘工作平台的一端设有固定转轴，所述固定转轴的表面形成所述光滑圆弧面。
7.如权利要求1-6中任一项所述锂离子电池隔膜击穿强度测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将隔膜试样平铺在固定电极上面；
步骤2，使用隔膜固定夹子固定隔膜试样一端，另一端通过固定转轴自然垂落，使用夹板将隔膜样本自然垂落一端夹持；
步骤3，待夹板稳定后，将活动电极轻微放置在隔膜试样上；
步骤4，将所述活动电极、固定电极分别与击穿电压测试仪器的正、负极引线连接进行测试击穿电压，得到击穿强度。
8.如权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述步骤2中利用固定夹子固定隔膜试样纵向一端，夹板夹持在隔膜样本纵向另一端。
9.如权利要求7所述的测试方法，其特征在于，重复步骤3和步骤30-60次，得到击穿电压数据，删除一个最大值和一个最小值后，取平均值为击穿强度。
10.如权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述活动电极在隔膜样本垂直方向上提供0.8-1kpa的压力。

说明书全文

一种锂离子电池隔膜击穿强度测试装置及其测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池隔膜击穿强度测试方法。

背景技术

[0002] 击穿强度是考核锂离子电池隔膜的一项重要的性能指标，现有的测试方法，是将锂离子电池隔膜平铺，利用电测试仪器测试其击穿电压，比如公开号为CN104090217A的专利公布了一种隔膜击穿电压测试装置及测试方法，但是这种方法与隔膜在使用过程时状态存在较大差异，无法有效表征隔膜击穿强度的性能，因为实际应用中，锂离子电池隔膜并非平铺状态而是在一定拉力状态下作业，利用以上测试方法测试出的数据与实际应用中存在较大的差异，降低了对卷芯hi-pot测试的参考价值。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有技术中存在的击穿强度测试方法与实际应用出入较大的问题，而提供一种锂离子电池隔膜击穿强度测试方法。

[0004] 本发明的另一个目的是提供一种锂离子电池隔膜击穿强度测试装置。

[0005] 为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

[0006] 一种锂离子电池隔膜击穿强度测试装置，包括绝缘工作平台、设置于所述绝缘工作平台上且用于固定隔膜试样一端的固定夹子、用于固定所述隔膜试样另一端的固定重量的夹板、放置于所述隔膜试样上表面的活动电极以及设置于所述绝缘工作平台上且位于所述隔膜试样下表面的固定电极，其中所述活动电极对所述隔膜试样施加向下的压力。

[0007] 在上述技术方案中，所述夹板的重量为80-500g。

[0008] 在上述技术方案中，所述固定电极为(500-1200)mm*(300-800)mm*(2-10)mm的铜质长方形薄片。

[0009] 在上述技术方案中，所述活动电极为厚度为2-5mm直径为20-50mm的圆柱状黄铜。

[0010] 在上述技术方案中，所述绝缘工作平台的顶部形成水平的支撑面以放置所述隔膜试样，所述绝缘工作平台的一端为光滑圆弧面供所述隔膜试样向下过渡，所述夹板可拆卸固定于所述隔膜试样的竖直部分。

[0011] 在上述技术方案中，所述绝缘工作平台的一端设有固定转轴，所述固定转轴的表面形成所述光滑圆弧面。

[0012] 本发明的另一方面，还包括所述锂离子电池隔膜击穿强度测试装置的测试方法，包括以下步骤：

[0013] 步骤1，将隔膜试样平铺在固定电极上面；

[0014] 步骤2，使用隔膜固定夹子固定隔膜试样一端，另一端通过固定转轴自然垂落，使用夹板将隔膜样本自然垂落一端夹持；

[0015] 步骤3，待夹板稳定后，将活动电极轻微放置在隔膜试样上；

[0016] 步骤4，将所述活动电极、固定电极分别与击穿电压测试仪器的正、负极引线连接进行测试击穿电压，得到击穿强度。

[0017] 在上述技术方案中，所述步骤2中利用固定夹子固定隔膜试样纵向一端，夹板夹持在隔膜样本纵向另一端。

[0018] 在上述技术方案中，重复步骤3和步骤30-60次，得到击穿电压数据，删除一个最大值和一个最小值后，取平均值为击穿强度。

[0019] 在上述技术方案中，所述活动电极在隔膜样本垂直方向上提供0.8-1kpa的压力。

[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0021] 1，本发明的测试装置结构简单，便于实现，测试过程省时省力，可准确的表征隔膜击穿强度性能。

[0022] 2、本发明为隔膜在拉伸-压缩多应力耦合作用下提供测试方法，更贴近于隔膜的实际应用场景，测试可靠性高，准度度高。

[0023] 3.本测试装置夹板提供拉力，不但操作简单，而且更贴近于实际应用情况，目前市场占比最高的方形锂电池卷芯在制作过程隔膜会受到两个方向的力，一个沿隔膜卷绕方向，一个垂直隔膜卷绕方向，本发明的测试装置可模拟这两个方向的受力，如此使得本发明的测试结果更贴近实际应用情况。附图说明

[0024] 图1是实施例2的数据处理图。

[0025] 图2是实施例3的数据处理图。

[0026] 图3是实施例4的数据处理图。

具体实施方式

[0027] 以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0028] 以下实施例中击穿电压测试仪器采用常州扬子YD9850A型号。

[0029] 实施例1

[0030] 一种锂离子电池隔膜击穿强度测试装置，包括绝缘工作平台6、用于固定隔膜试样3一端的固定夹子1、用于固定所述隔膜试样3另一端的固定重量的夹板4、位于所述隔膜试样3上表面的活动电极2以及位于所述隔膜试样3下表面的固定电极5，其中所述活动电极2对所述隔膜试样3施加向下的压力。

[0031] 制作一定面积长条状隔膜样本，测试时需将隔膜试样3一端(纵向)通过固定夹子1固定，另一端(纵向)连接固定重量的夹板4，夹板可对隔膜(纵向)提供80-500g拉伸力，活动电极2由于自身重力对固定电极5上隔膜样本1垂直方向提供0.8-1kpa压力。

[0032] 作为优选方式，所述绝缘工作平台6的顶部形成水平的支撑面以放置所述隔膜试样3，所述绝缘工作平台6的一端为光滑圆弧面供所述隔膜试样3向下过度，所述夹板4固定于所述隔膜试样3的竖直部分。

[0033] 作为优选方式，所述绝缘工作平台6的一端设有固定转轴，所述固定转轴的表面形成所述光滑圆弧面。

[0034] 实施例2

[0035] 本实施例中固定电极5为800mm*500mm*5mm(长*宽*高)的铜质长方形薄片，活动电极2为表面光滑，厚度为2mm直径为30mm的圆柱状黄铜。

[0036] 本实施例对9μmPE材质的湿法基膜试样进行测试，具体步骤如下：

[0037] 步骤1，自同一批次产品制作长度为1000mm、宽度为300mm隔膜试样3共2份；

[0038] 步骤2，将隔膜试样3平铺在固定电极5上面；

[0039] 步骤3，使用隔膜固定夹子1固定隔膜试样3一端，另一端通过固定转轴自然垂落，使用重量300g的夹板4将隔膜样本3自然垂落一端夹持；

[0040] 步骤4，待夹板4稳定后，将活动电极2放置在隔膜试样3上；

[0041] 步骤5，活动电极2、固定电极5分别与击穿电压测试仪器的正、负极引线连接，进行测试得到击穿电压；

[0042] 步骤6，重复步骤4和步骤5，测试50次，记录击穿数据，如表1所示。

[0043] 同时利用公告号为CN104090217A的装置及方法测试9μmPE材质的湿法基膜试样进行测试，得到结果为表1中对比例2的击穿数据。

[0044] 表1实施例2的击穿数据

[0045]

[0046] 步骤7，数据处理，去掉1个最小值1个最大值。通过数据分析软件得出数据cpk，对比数据cpk，cpk越大说明数据越准确。(说明：当测试样本选取同批次时其一致性较好，通过测试数据的分散性反向表征测试方法的准确性)。数据处理结果如图1所示。

[0047] 表1为16μmPE材质湿法基膜击穿电压数据/KV。对比例2的CPK值为2.689，实施例2的CPK值为3.073。

[0048] 实施例3

[0049] 在实施例2基础上选取12μm厚度湿法基膜，采用同样方法进行测试。同时利用公告号为CN104090217A的装置及方法测试12μm厚度PE材质湿法基膜进行测试，得到结果为表2中对比例3的击穿数据。

[0050] 表2为对比例3和实施例3得到的击穿电压数据/KV

[0051]

[0052]

[0053] 数据处理结果图如图2所示，对比例3的CPK值为1.003，实施例3的CPK值为1.801。

[0054] 实施例4

[0055] 在实施例2基础上选取9μm厚度湿法基膜，采用同样方法进行测试。

[0056] 同时利用公告号为CN104090217A的装置及方法测试9μmPE材质的厚度湿法基膜进行测试，得到结果为表3中对比例4的击穿数据。

[0057] 表3为对比例4和实施例4数据

[0058]

[0059]

[0060] 数据处理结果图如图3所示，对比例4的CPK值为1.549，实施例4的CPK值为1.878。

[0061] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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