[实用新型]一种模拟微粒或枝状晶体对隔膜破坏的装置

说明书

本申请公开了一种模拟微粒或枝状晶体对隔膜破坏的装置。本申请的装置包括微型压力机、尖刺模具和电源；微型压力机包括压头、支架和底座，支架装于底座上，将微型压力机支撑于底座正上方，压头可上下移动的安装于底座正上方；尖刺模具表面具有若干微米级的尖刺，尖刺模具由模具支架支撑安装于底座上，尖刺模具呈尖刺向上安装，整个尖刺模具位于压头正下方；压头和尖刺模具都采用导电材料制备，电源的正负极分别连接压头和尖刺模具。本申请的装置，能模拟电池隔膜使用过程中遭受的微粒或枝状晶体的破坏，不仅可以更准确有效的检测隔膜抗微粒和枝状晶体破坏的性能，而且可以用于研发耐微粒和枝状晶体破坏的隔膜，为电池的安全性提供更好的保障。

技术领域

本申请涉及电池隔膜检测设备领域，特别是涉及一种模拟微粒或枝状晶体对隔膜破坏的装置。

背景技术

隔膜是锂离子电池的重要组成部分，对锂离子电池安全性能有重大影响。隔膜的主要功能是防止正负极短路以及允许离子传输。理论上，通过隔膜微孔的关闭就可以防止电池的热失控，但近年来的一些事故表明这种关闭并不十分有效。也就是说，即便理论上隔膜的微孔已经关闭；但是，内部短路仍然有发生，造成短路事故。

针对以上问题，除了进一步的研发改进隔膜的闭孔性能以外，增强隔膜的穿刺性能也是一种解决方案。但是，实践证明即便增强了隔膜的穿刺性能，电池在使用过程中仍然会有内部微短路的情况发生。

发明内容

本申请的目的是提供一种模拟微粒或枝状晶体对隔膜破坏的装置。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请公开了一种模拟微粒或枝状晶体对隔膜破坏的装置，包括微型压力机、尖刺模具和电源；微型压力机包括压头、支架和底座，支架安装于底座上，将整个微型压力机支撑安装于底座的正上方，压头可上下移动的安装于底座的正上方；尖刺模具的表面具有若干个微米级的尖刺，尖刺模具由模具支架支撑安装于底座上，并且，尖刺模具呈尖刺向上安装，整个尖刺模具位于压头的正下方；压头和尖刺模具都采用导电材料制备，电源的正负极分别连接压头和尖刺模具。

需要说明的是，本申请研究发现，即便电池隔膜具有较强的穿刺性能，仍然会有内部微短路的情况发生，其原因主要有两方面，第一，较小的金属微粒在制造过程中进入电池，在充放电循环中刺穿隔膜后，在电池之间提供了直接的短路路径；第二，电池在使用过程中电池内部会逐渐形成枝状晶体，刺破隔膜，造成内部微短路。这些微粒或枝状晶体尖刺的粒径一般在微米级别，目前没有较好的方法或设备来模拟微粒或枝状晶体对隔膜的破坏。基于以上分析和认识，本申请研发了一种新的模拟微粒或枝状晶体对隔膜破坏的装置。本申请的装置，一方面，通过微米级的尖刺对微粒或枝状晶体尖刺的粒径进行模拟；另一方面，通过施加电流的方式，模拟隔膜实际的电路使用环境，使得测试更准确有效的反应隔膜的性能。

另外，可以理解，本申请的尖刺模具可以根据需求进行替换，例如替换不同尺寸大小尖刺的尖刺模具，以便于测试和比较不同尖刺对隔膜的破坏。

优选的，尖刺模具与模具支架之间或者模具支架与底座之间由绝缘块连接。

需要说明的是，绝缘块连接的目的是在尖刺模具连接电源后，将其隔绝开来，避免短路或触电等安全事故。

优选的，电源与压头和尖刺模具的连接电路上设置有电流检测装置。

需要说明的是，电流检测装置的作用是检测电路是否接通，是否有电流产生。可以理解，本申请检测的是微粒或枝状晶体对隔膜的破坏，这种破坏在实际的电池隔膜使用过程中就是产生内部微短路；因此，本申请也以电路中产生电流进行内部微短路的模拟，以此判断微粒或枝状晶体对隔膜的破坏。原则上，在刚好产生电流时，所输出的压力值，即可以表征电池隔膜对微粒或枝状晶体的抗性；也就是说，该压力值越大，电池隔膜的性能就越好，越不容易出现内部微短路的事故。可以理解，该压力值可能与电池隔膜的穿刺强度有关，也可能关联不大。