CN102866092A - 锂离子电池隔膜透气度的检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池隔膜透气度的检测装置及方法，包括有U型管和透气装置，在U型管内加入一定高度的液体，U型管的左右两腔体的上端分别设有气阀一和气阀二，所述的透气装置包括有螺栓套管和两密封垫圈，将待测的隔膜放在两密封垫圈中间并装进螺旋套管内并拧紧螺旋套管，将U型管右边腔体与螺旋套管连接，隔膜透气度为流过隔膜气体体积与气体流过隔膜的时间和隔膜面积的比值。本发明结构简单，测量方便，成本低，而且实现对锂离子电池隔膜透气度测试实时、有效的检测，有利于在锂电池生产过程中检测隔膜的稳定性和一致性。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池隔膜透气度的检测装置及方法。
背景技术
隔膜是锂离子电池中一种关键原材料，在电池结构中处于正负极中间，其主要作用是隔离正负极，并作为离子往返于正负极的通道。隔膜上的微孔结构正是离子往返于正负极的通道，其透气性能反应了电池微孔结构的情况，直接影响电池的性能。所以检测隔膜的透气性能，对锂离子电池生产和设计是非常有意义的。
电池隔膜的透气度反应了隔膜的透气性能，电池隔膜的透气度是指在一定测定面积、一定的压力条件下，一定量的空气透过隔膜所需要的时间。目前对隔膜透气度的测试有ASTM和JIS测试标准，需要购买特定的测试设备，测试过程复杂，测试费用高。在锂电池生产过程中要检测隔膜的稳定性和一致性，那要对每批来料都要检测，测试的成本较高。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种结构简单测试方便的锂离子电池隔膜透气度的检测装置及方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种锂离子电池隔膜透气度的检测装置，包括有U型管和透气装置，在U型管内加入一定高度的液体，U型管的左右两腔体的上端分别设有气阀一和气阀二，所述的透气装置包括有螺栓套管和两密封垫圈，将待测的隔膜放在两密封垫圈中间并装进螺旋套管内并拧紧螺旋套管，将U型管右边腔体与螺旋套管连接。
一种采用上述的装置进行的锂离子电池隔膜透气度的检测方法，包括如下步骤：
（1）将气阀一和气阀二打开，待U型管两侧液面相平时，记录此时液面的高度h1，此时U型管右侧腔体内的气压P1等于大气压强P0，右侧腔体内的气体体积为V1；
（2）、关闭气阀二，从U型管左侧向腔体内充气，U型管右侧腔体内的液面上升一段的距离；
（3）、关闭气阀一，打开气阀二并开始计时，待U型管两边的液面静止时，时间为t，此时，由于稳定后U型管右边与大气相通，则U型管右侧腔体内的气压P2等于大气压强P0，液面高度为h2，气体体积为V2，V2=V1-（h2-h1）×S1，S1为U型管腔体截面积；
（4）、根据玻意耳定律方程P1×V1=P2×（V2+ΔV），ΔV为流过隔膜气体体积，计算出ΔV=（h2-h1）×S1；
（5）、隔膜透气度为流过隔膜气体体积与气体流过隔膜的时间和隔膜面积的比值，计算出隔膜透气度为（h2-h1）×S1/（t×S2），S2为隔膜面积。
所述的锂离子电池隔膜透气度的检测装置，其特征在于：所述的U型管的材质为玻璃、有机玻璃、树脂、塑料中的一种。
所述的锂离子电池隔膜透气度的检测装置，其特征在于：所述的U型管内的液体为乙醇或乙酸乙酯。
所述的锂离子电池隔膜透气度的检测装置，其特征在于：所述的U型管的直径大于6mm。
所述的锂离子电池隔膜透气度的检测方法，其特征在于：控制步骤（2）中充气过程U型管右边液面的位置，则（h2-h1）是不变的，根据时间t比较隔膜气透率的大小。
本发明的优点是：本发明通过U型管的结构实现锂离子电池隔膜透气度测试，结构简单，测量方便，成本低，而且实现对锂离子电池隔膜透气度测试实时、有效的检测，有利于在锂电池生产过程中检测隔膜的稳定性和一致性。
附图说明
图1为初始状态时装置示意图。
图2充气后装置示意图。
图3为透气装置放大图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种锂离子电池隔膜透气度的检测装置，包括有U型管3和透气装置4，在U型管3内加入一定高度的液体，U型管3的左右两腔体的上端分别设有气阀一1和气阀二2，所述的透气装置4包括有螺栓套管6和两密封垫圈7，将待测的隔膜5放在两密封垫圈7中间并装进螺旋套管6内并拧紧螺旋套管6，将U型管3右边腔体与螺旋套管6连接。
一种采用上述的装置进行的锂离子电池隔膜透气度的检测方法，包括如下步骤：
（1）如图1所示，将气阀一1和气阀二2打开，待U型管3两侧液面相平时，记录此时液面的高度h1，此时U型管3右侧腔体内的气压P1等于大气压强P0，右侧腔体内的气体体积为V1；
（2）、关闭气阀二2，从U型管3左侧向腔体内充气，U型管3右侧腔体内的液面上升一段的距离；
（3）、如图2所示，关闭气阀一1，打开气阀二2并开始计时，待U型管3两边的液面静止时，时间为t，此时，U型管3右侧腔体内的气压P2等于大气压强P0，液面高度为h2，气体体积为V2，V2=V1-（h2-h1）×S1，S1为U型管3腔体截面积；
（4）、根据玻意耳定律方程P1×V1=P2×（V2+ΔV），ΔV为流过隔膜气体体积，计算出ΔV=（h2-h1）×S1；
（5）、隔膜透气度为流过隔膜气体体积与气体流过隔膜的时间和隔膜面积的比值，计算出隔膜透气度为（h2-h1）×S1/（t×S2），S2为隔膜面积。
所述的锂离子电池隔膜透气度的检测装置，其特征在于：所述的U型管3的材质为玻璃、有机玻璃、树脂、塑料中的一种。
所述的锂离子电池隔膜透气度的检测装置，其特征在于：所述的U型管3内的液体为乙醇或乙酸乙酯。
所述的锂离子电池隔膜透气度的检测装置，其特征在于：所述的U型管3的直径大于6mm。
所述的锂离子电池隔膜透气度的检测方法，其特征在于：控制步骤（2）中充气过程U型管3右边液面的位置，则（h2-h1）是不变的，根据时间t比较隔膜气透率的大小。
Claims (6)
1.一种锂离子电池隔膜透气度的检测装置，其特征在于：包括有U型管和透气装置，在U型管内加入一定高度的液体，U型管的左右两腔体的上端分别设有气阀一和气阀二，所述的透气装置包括有螺栓套管和两密封垫圈，将待测的隔膜放在两密封垫圈中间并装进螺旋套管内并拧紧螺旋套管，将U型管右边腔体与螺旋套管连接。
2.一种采用权利要求1所述的装置进行的锂离子电池隔膜透气度的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将气阀一和气阀二打开，待U型管两侧液面相平时，记录此时液面的高度h1，此时U型管右侧腔体内的气压P1等于大气压强P0，右侧腔体内的气体体积为V1；
（2）、关闭气阀二，从U型管左侧向腔体内充气，U型管右侧腔体内的液面上升一段的距离；
（3）、关闭气阀一，打开气阀二并开始计时，待U型管两边的液面静止时，时间为t，此时，U型管右侧腔体内的气压P2等于大气压强P0，液面高度为h2，气体体积为V2，V2=V1-（h2-h1）×S1，S1为U型管腔体截面积；
（4）、根据玻意耳定律方程P1×V1=P2×（V2+ΔV），ΔV为流过隔膜气体体积，计算出ΔV=（h2-h1）×S1；
（5）、隔膜透气度为流过隔膜气体体积与气体流过隔膜的时间和隔膜面积的比值，计算出隔膜透气度为（h2-h1）×S1/（t×S2），S2为隔膜面积。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜透气度的检测装置，其特征在于：所述的U型管的材质为玻璃、有机玻璃、树脂、塑料中的一种。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜透气度的检测装置，其特征在于：所述的U型管内的液体为乙醇或乙酸乙酯。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜透气度的检测装置，其特征在于：所述的U型管的直径大于6mm。
6.根据权利要求2所述的锂离子电池隔膜透气度的检测方法，其特征在于：控制步骤（2）中充气过程U型管右边液面的位置，则（h2-h1）是不变的，根据时间t比较隔膜气透率的大小。
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