[发明专利]一种用于检测隔膜穿刺强度装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种用于检测隔膜穿刺强度装置及测试方法，用于检测隔膜穿刺强度装置包括：基座、穿刺组件、第一驱动机构和夹具组件；基座上设有沿竖直方向延伸的导轨，夹具组件可上下移动的安装在导轨上，夹具组件包括上夹具和下夹具，上夹具和下夹具相对布置且均可沿着导轨相对移动，上夹具和下夹具之间设有夹持隔膜的容纳空间，上夹具和下夹具夹持位置的相对两侧分别设有橡胶垫圈，上夹具、下夹具和橡胶垫圈分别相对设有通孔。本发明所提出的检测装置结构简单，便于调节夹具组件高度，橡胶垫圈使得隔膜被平整地夹持，受力均匀；本发明所提出的测试方法，隔膜穿刺强度排除隔膜厚度影响，适用于不同规格隔膜检测，测试结果可靠性高。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种用于检测隔膜穿刺强度装置及测试方法。

背景技术

在锂电池中，隔膜是隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过，让电解液中的离子在正负极之间自由通过的一层材料，是电池中非常关键的部分，对电池安全性和成本有着直接的影响。其中穿刺强度是隔膜材料检测项中的一个重要指标，在电池加工制程中，环境中的粉尘、正负极片上的颗粒、毛刺、电池中锂枝晶等都会和隔膜直接接触，也都有可能刺穿隔膜，造成电池短路，引发安全事故。随着电池能量密度的逐渐提升，隔膜的轻薄化、功能化成为了应用趋势，隔膜的抗穿刺强度指标尤为重要，特别是能够真实反映隔膜在电芯中应用时的抗穿刺能力情况，目前隔膜行业内还没有测试穿刺强度的标准和参考方法。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种用于检测隔膜穿刺强度装置及测试方法。

本发明提出的一种用于检测隔膜穿刺强度装置，包括：基座、穿刺组件、第一驱动机构和夹具组件；

基座上设有沿竖直方向延伸的导轨，夹具组件可上下移动的安装在导轨上，夹具组件包括上夹具和下夹具，上夹具和下夹具相对布置且均可沿着导轨相对移动，上夹具和下夹具之间设有夹持隔膜的容纳空间，上夹具和下夹具夹持位置的相对两侧分别设有橡胶垫圈，上夹具、下夹具和橡胶垫圈分别相对设有通孔；第一驱动机构与上夹具连接用于驱动上夹具上下移动；

穿刺组件包括穿刺针、传感器和第二驱动机构；第二驱动机构固定在基座上，穿刺针与第二驱动机构连接且位于通孔上方，第二驱动机构驱动穿刺针上下移动；穿刺针设有穿刺针头，传感器与穿刺针头连接用于检测穿刺针头对隔膜穿刺过程中的穿刺力；

在工作状态下，下夹具位置固定，第一驱动机构驱动上夹具向下移动夹持隔膜；第二驱动机构驱动穿刺针向下移动，穿刺针头穿过通孔对隔膜进行穿刺。

本发明根据上述的用于检测隔膜穿刺强度装置提出一种的测试方法，包括如下步骤：

1)将隔膜样品在湿度为50％±10％，温度23度±2度的环境下放置2h进行隔膜测试状态调节；

2)将隔膜样品裁切成大于50mm*50mm尺寸规格的待测试样品；

3)将每个待测试样品分别进行厚度测试，均记录5个位置点厚度数据，并计算每个待测试样品厚度的平均值；

4)设置测试参数，穿刺速度为50mm/min-300mm/min,设定位移为20mm-50mm；

5)固定下夹具位置，将待测试样品平整放在下夹具上，第一驱动机构驱动上夹具向下移动，确保待测试样品与夹具组件紧密贴合；

6)第二驱动机构驱动穿刺针向下移动，穿刺针头对待测试样品进行穿刺，传感器记录穿刺针头穿刺力；

7)将每个待测试样品进行三次检测，记录测试数据并计算期平均值；

8)根据公式F＝F₁/D计算待测试样品的穿刺强度；

其中：F为待测试样品的穿刺强度，单位为牛每微米(N/μm)；