[实用新型]一种用于测试锂电池隔膜耐热性的热钉实验设备

说明书

本实用新型涉及一种用于测试锂电池隔膜耐热性的热钉实验设备，其包含设备控制部分、机械传动部分，热钉部分和隔膜夹具部分；机械传动部分和热钉部分通过导线连接在设备控制部分上，隔膜夹具部分被单独固定在水平挡板上，直接固定隔膜。本实用新型的积极效果是：将垂直上下移动的传动转置引入到热钉实验中，精确控制热钉接近隔膜的速度和高度，使隔膜能够局部均匀受热，更加合理的分析隔膜的耐热性能。

技术领域

本实用新型涉及隔膜测试技术领域，具体地说，是一种用于测试锂电池隔膜耐热性的热钉实验设备。

背景技术

随着科学技术的发展，锂离子电池已经被广泛地应用于3C电子设备和动力汽车中，这也迅速带动了锂离子电池重要组成材料隔膜的生产。隔膜作为锂离子电池中四大核心材料之一，其性能的好坏直接决定了电池的界面结构、内阻和耐热性，进而直接影响电池的电性能和安全性能。众所周知，隔膜的作用是使电池的正负极分开，防止正负极接触而引发安全问题，同时，其微孔结构可以使得电解液离子通过的功能。

隔膜的耐热性能决定锂电池安全性的重要因素之一，因此全方面评估隔膜在锂电池中的耐热性能对锂电池安全性至关重要。目前有关锂电池隔膜耐热性测试的主要方法是将隔膜放置于一定温度的烘箱内，观察特定时间内隔膜的尺寸变化及其热收缩性能，以此来判断隔膜耐热性能的好坏。该方法能从宏观角度上反映出隔膜的耐热性能，但是并不能准确的反映出隔膜局部受热时的破膜温度和耐热性能，而这些关键数据也关系到锂离子电池能否避免热失控的发生。

因此本申请设计了一种全新的用于测试锂离子电池隔膜耐热性的热钉实验装置，该实验装置采用一根直径Φ3mm的高温热针接近隔膜，以此观察隔膜的破膜温度以及隔膜的破膜孔洞大小，研究隔膜的局部耐热性能，从而全方面指导锂电池隔膜生产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于测试锂电池隔膜耐热性的热钉实验设备。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于测试锂电池隔膜耐热性的热钉实验设备，其包含设备控制部分、机械传动部分，热钉部分和隔膜夹具部分；机械传动部分和热钉部分通过导线连接在设备控制部分上，隔膜夹具部分被单独固定在水平挡板上，直接固定隔膜。

设备控制部分可以设定热钉升降速度以及接近隔膜的高度，以此精确控制热钉的移动。并且通过温度控制可以使热钉加热到合适的温度，从而对隔膜进行局部加热。热钉的机械传动部分通过滚珠丝杆直线模组实现，驱动马达能够控制滑块自由上下移动，并且能够精确控制滑块上下移动的高度，以保证热钉能对隔膜局部均匀施加热量。热钉部分由能精确控温的加热装置组成，将加热装置加热到特定温度，当热钉接触隔膜时，使其能稳定维持在此温度，使其能均匀加热隔膜。隔膜被固定在支撑架上，以保证隔膜表面的平整性，使其能被均匀加热。隔膜被持续加热10s，其表面会发生变化，向上移开热钉，取下隔膜，对其进行表面形貌分析，以此判断隔膜的耐热性能。

设备控制部分结构图中包含有四个旋钮，分别是控制热钉移动的速度旋钮、热钉与隔膜夹具的距离旋钮、热钉的加热温度旋钮与设备开关旋钮，并且对应着速度、距离、加热温度和显示温度四个显示屏。该热钉实验通过控制设备调节热钉升降的速度和热钉实际温度，并且该控制设备还能控制滑块的升降高度，以此保证热钉能在距隔膜合适的位置悬停，以保证实验的正常进行。

热钉装置，包含有电阻丝和能反馈控制电阻丝温度的热电偶，热电偶紧紧固定在电阻丝底端。本热钉实验设备通过加热装置控制温度，该加热装置直径为Φ2cm，全长为23cm，最前端为热钉，热钉部分长度为7cm。该加热装置通过热阻丝加热，其加热最高温度可达450℃，通过热电偶实时监控电阻丝温度，从而精确控制热钉的温度。

机械传动部分包含有垂直挡板和水平挡板，一个滚珠丝杆直线模组；垂直挡板和水平挡板通过螺丝固定，滚珠丝杆直线模组也是通过螺丝固定在垂直挡板和水平挡板上，并且在滚珠丝杆直线模组上面固定了一个L型钢片，该部分结构为机械传动部分。