[发明专利]测试锂离子电池隔膜湿态穿刺强度的浸润式装置及方法

说明书

本发明公开了基于普通拉伸试验机设计的测试锂离子电池隔膜湿态穿刺强度的浸润式装置及方法，测试锂离子电池隔膜湿态穿刺强度的浸润式装置，包括拉伸试验机、穿刺针、夹具，所述夹具包括压紧环和固定环，所述压紧环安装在所述固定环上端，压紧环和固定环之间夹紧有隔膜试样，固定环内设有装载电解液的阶梯槽，隔膜试样覆盖阶梯槽的下凹槽，且隔膜试样的下面与电解液相接触，所述穿刺针位于隔膜试样上方，且穿刺针与拉伸试验机的推杆连接，拉伸试验机上方的穿刺针头以一定的速度向下运动去顶刺隔膜，即可测试出锂离子电池隔膜的穿刺强度，为各电池生产厂家选择隔膜时提供可靠依据。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜性能测试领域，尤其涉及测试锂离子电池隔膜湿态穿刺强度的浸润式装置及方法。

背景技术

隔膜是锂离子电池关键的内层组件之一，主要起到隔离正负极和使锂离子通过的作用，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环及安全性能等，所以，隔膜性能的好坏直接影响到锂电池的综合性能。

在锂离子电池制造和装配过程中，由于电极边缘可能存在毛刺，加上工艺和环境水平有限等因素，电池使用过程中，电池内部也可能形成枝状晶体，从而刺穿隔膜，造成局部微弱的短路，可见隔膜需要具备一定的穿刺强度。

完整的一个锂离子电池包括正、负极、隔膜和电解液，所以研究隔膜在电解液中的穿刺强度也很有必要。现有的隔膜穿刺强度测试夹具仅限于干态下的测试。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了测试锂离子电池隔膜湿态穿刺强度的浸润式装置，此测试锂离子电池隔膜湿态穿刺强度的浸润式装置可测试隔膜在电解液中的穿刺强度，且适用于不同规格、不同材料的隔膜湿态下的穿刺强度测试。本发明的另一目的是提供了一种基于测试锂离子电池隔膜湿状态下穿刺强度的测试方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：测试锂离子电池隔膜湿态穿刺强度的浸润式装置，包括拉伸试验机、穿刺针和夹具，所述夹具包括压紧环和固定环，所述压紧环安装在所述固定环上端，且所述压紧环和固定环之间夹紧有隔膜试样，所述固定环内设有装载电解液的凹槽，且所述隔膜试样覆盖阶梯槽的下凹槽，且隔膜试样的下面与电解液相接触，所述穿刺针位于隔膜试样上方，且所述穿刺针与拉伸试验机的推杆连接。

优选的，所述固定环还包括圆环部和安装部，所述圆环部与安装部的上端连接，且所述圆环部与安装部一体成形。

优选的，所述安装部的截面呈T型；当进行测试时，所述安装部安装于所述拉伸试验机的承载平台上，可以稳定连接，保证穿刺部位为锂离子电池隔膜试样的中心位置，确保数据的准确性和可靠性。

优选的，所述凹槽包括上环形槽和下凹槽，所述上环形槽与下凹槽相通，面所述上环形槽和下凹槽分别位于圆环部和安装部，同时所述上环形槽的直径大于下凹槽的直径。

优选的，所述固定环和压紧环之间通过螺栓组件连接，螺栓和螺母之间留有间隙，可以防止隔膜试样安装时产生皱褶，保证隔膜的平整。

优选的，所述穿刺针的针头呈球状，针头圆滑且无毛刺，可保障实验的准确性。

优选的，所述穿刺针的主体直径为0.8-1.2mm，穿刺针的针头顶端呈半球状，此穿刺针的针头顶端半径为0.3-0.5mm的半球形。

优选的，所述固定环和压紧环的表面均平整光滑，且所述固定环和压紧环的表面粗糙度均为Ra<1.0，可防止由于固定环表面粗糙产生静电影响试验结果。

基于上述的测试锂离子电池隔膜湿态穿刺强度的浸润式装置的方法，包括以下步骤：

1)将锂离子电池的隔膜试样裁剪为与适合固定环相匹配的尺寸；

2)将固定环的安装部装夹在拉伸试验机下端的承载平台上，向凹槽注满电解液；