CN108627387A - 一种电池隔膜抗穿刺能力的测试方法和测试组合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池隔膜抗穿刺能力的测试方法，该方法是将隔膜样品放置在两块电极板之间组成测试件，其中至少一块电极板的表面带有毛刺面，毛刺面包含若干凸出于该电极板表面的导电硬质颗粒，隔膜样品对应接触毛刺面放置，两块电极板分别电性连接至绝缘电阻测试仪的两端。将测试件放置于温度可变化和可控的环境中，用外力增加两块电极板相互正向挤压的压力值，当该绝缘电阻测试仪测得该测试件的两电极板短路时，记录此时的该压力值，该压力值即用于表征该隔膜样品的抗穿刺能力。优选地，本发明用两张表面有导电硬质合金颗粒的干磨砂纸代替两张电极板。本发明还涉及用于电池隔膜抗穿刺能力测试的测试组合装置。

Description

一种电池隔膜抗穿刺能力的测试方法和测试组合装置

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池隔膜抗穿刺能力的测试方法。

背景技术

隔膜是锂电池的结构中关键的内层组件之一。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、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜通俗点的描述就是一层多孔的塑料薄膜，是锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，约占锂电池成本的20％-30％。隔膜将电解室分成阴极区和阳极区，可供锂离子迁移通过，并防止正负极接触发生短路，一旦隔膜发生机械击穿或损伤，将会直接导致电池内部短路，短路区域局部温度急剧升温，甚至有可能引发热失控。由于电池老化或低温充电会引起金属锂在负极表面沉积产生锂枝晶，锂枝晶会刺破隔膜造成电池内部短路；或者电池制造不良，极片周围存在金属毛刺或极片里混有金属颗粒，在一定条件下毛刺或金属颗粒会刺穿隔膜造成电池内部短路。因此，隔膜良好的抗穿刺能力对电池安全性能至关重要。

目前商业使用的锂离子电池隔膜大多是聚烯烃隔膜(聚丙烯和聚乙烯)，其抗穿刺能力会随着环境温度变化而变化。现有技术对隔膜抗穿刺能力的表征，基本都是采用ASTMF1306-90薄膜穿刺强度标准测试方法来测试隔膜抗穿刺能力，该测试方法是将直径为3.2mm圆锥压头以25mm/min的移动速度垂直压入被固定于装夹装置上的隔膜，隔膜被刺穿时的压力记为隔膜抗穿刺能力，该测试方法所使用的穿刺压头直径明显大于电池中锂枝晶、极片金属毛刺或异物颗粒等数百倍，并忽视了电池制程温度或使用温度对隔膜抗穿刺能力的影响。由此可见，该测试方法是在室温环境下直接用穿刺压头测试隔膜样品的抗穿刺能力，此测试结果与实际情况存在较大差异，并不足以准确评价隔膜在电池中实际的抗穿刺能力。

发明内容

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种电池隔膜抗穿刺能力的测试方法，该测试方法模拟电池中隔膜所处的实际环境，更客观地测试隔膜在电池中抗电极颗粒或异物颗粒刺穿的能力，用于评估隔膜的性能和电池发生短路的概率，能较好地预测隔膜在电池中的安全可靠性，对于锂电池研发、隔膜评价及失效分析具有重要的意义。本发明还提供一种用于电池隔膜抗穿刺能力测试的测试组合装置。

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种电池隔膜抗穿刺能力的测试方法，所述方法是将隔膜样品放置在两块电极板之间组成测试件，其中至少一块电极板的表面带有毛刺面，所述毛刺面包含若干凸出于该电极板表面的导电硬质颗粒，所述隔膜样品对应接触所述毛刺面，所述两块电极板分别电性连接至绝缘电阻测试仪的两端；将该测试件放置于一能够模拟电池内部温度条件的环境中，通过外力增加所述两块电极板相互正向挤压的压力，当该绝缘电阻测试仪测得该测试件的两电极板短路时，记录此时的该压力值，该压力值即用于表征该隔膜样品的抗穿刺能力。

根据本发明的一个较佳实施例，所述两块电极板均分别为砂纸，所述砂纸包含原纸和覆盖于原纸上的砂粒层，所述砂粒层即构成所述毛刺面，所述砂粒层的砂粒为导电硬质合金颗粒，且所述砂纸分别以其砂粒层引出导线与绝缘电阻测试仪连接。

根据本发明的一个较佳实施例，所述砂粒层的砂粒为选自碳化钨、碳化钛、氮化钛及碳化铬中的一种或多种导电硬质合金颗粒。

根据本发明的一个较佳实施例，所述砂粒层的砂粒粒径为5～100μm，优选为30～40μm。

根据本发明的一个较佳实施例，所述隔膜样品的四周边缘均伸出所述两块电极板重叠的区域。防止两块电极板在所述隔膜样品阻隔的区域之外直接接触。

根据本发明的一个较佳实施例，所述隔膜为本领域常规使用的隔膜，如聚丙烯隔膜或聚乙烯隔膜，其厚度为1～40μm。

根据本发明的一个较佳实施例，所述能够模拟电池内部温度条件的环境由高低温万能试验机提供。其中，所述高低温万能试验机的内部环境温度设定范围为-20～130℃。

在测试时，需将该测试件平放至所述高低温万能试验机中，在设定的内部环境温度下，静置5～60min，优选为30min，使所述测试件中隔膜样品的温度与所述高低温万能试验机的内部环境温度达到一致。

根据本发明的一个较佳实施例，所述外力由所述高低温万能试验机的球型压头提供。具体实施时，由于所述测试件是平放至该所述高低温万能试验机的测试平台上的，因此其球型压头是对位于该待测试组件上部的电极板施加向下的压力。其中优选地，所述高低温万能试验机的球型压头的推压速度为0.01～0.1mm/min，优选为0.01mm/min。

根据本发明的一个较佳实施例，所述球型压头直径为1～2cm，优选为1.5cm。

根据本发明的一个较佳实施例，所述绝缘电阻测试仪的电压设置范围为10～250V，优选地为100V，电阻设置范围为0.1～0.5MΩ，优选为0.1MΩ。

根据本发明的一个较佳实施例，进一步地，按照上述方法对每一种隔膜样品制作3～10个测试件，将对应所述3～10个测试件的测量值求平均值，作为最终该种隔膜样品的抗穿刺能力数据。借此，可排除外因对测试结果的影响，进一步提高测试结果的可信度和准确度。

本发明还提供一种电池隔膜抗穿刺能力的测试方法，该方法包括如下步骤：

S1：组装测试件：截取一片隔膜样品置于层叠的两块电极板之间组成测试件；其中至少一块所述电极板的一面设有毛刺面，所述毛刺面包含若干凸出于该电极板表面的导电硬质颗粒，所述隔膜样品对应接触所述毛刺面；

S2:将该测试件与绝缘电阻测试仪连接：将所述两块电极板分别以导线连接至绝缘电阻测试仪的两端；

S3:在模拟环境中测试：设定高低温万能试验机内的环境温度，将所述测试件平放于高低温万能试验机内，静置5min以上，然后使用所述高低温万能试验机的压头按压所述测试件上层的电极板；当该绝缘电阻测试仪测得该测试件的两电极板间短路时，记录此时该压头压该测试件的压力值，此压力值即表征特定温度下该隔膜样品的抗刺穿能力。

在步骤S1中：

优选地，所述两块电极板分别为一张砂纸，如常规使用的干磨砂纸，所述砂纸包含原纸和覆盖于原纸上的砂粒层，所述砂粒层即构成所述毛刺面，所述砂粒层的砂粒为导电硬质合金颗粒，所述导电硬质合金颗粒选自碳化钨、碳化钛、氮化钛及碳化铬中的一种或多种。

优选地，所述隔膜样品的尺寸要尽可能地大于所述两张砂纸，以防止所述两张砂纸在该隔膜样品阻隔区域以外的部位直接接触，造成测试结果误差。

优选地，所述砂粒粒径为5～100μm，优选为30～40μm。

优选地，所述隔膜为本领域常规使用的隔膜，其厚度为1～40μm。

在步骤S2中：

其中，所述砂纸分别以其砂粒层通过导线与绝缘电阻测试仪连接。优选地，所述绝缘电阻测试仪的电压设置范围为10～250V，优选地为100V，电阻设置范围为0.1～0.5MΩ，优选为0.1MΩ。

在步骤S3中：

优选地，所述高低温万能试验机内的环境温度设定范围是-20～130℃。

优选地，所述测试件静置的时间范围为5～60min，优选为30min。保证该测试件达到与所述高低温万能试验机设定的温度一致。

优选地，所述高低温万能试验机的压头为球型压头，其按压速度为0.01～0.1mm/min，优选为0.01mm/min。优选地，所述球型压头直径为1～2cm，优选为1.5cm。

根据本发明的构思，本发明还提供一种用于电池隔膜抗穿刺能力测试的测试组合装置，包括：

测试件，包含两块电极板和夹设于该两块电极板之间的隔膜样品，所述两块电极板对应该隔膜样品的一面设有砂粒层，所述砂粒层的砂粒为导电硬质颗粒；

绝缘电阻测试仪，分别电性连接所述测试件的两块电极板；

高低温万能试验机，能够设定其内部的环境温度，所述高低温万能试验机内设有测试平台和压头，该测试平台提供所述测试件平放的位置，所述压头用于对该测试件以预定速度进行按压，当该绝缘电阻测试仪测得该测试件的两电极板间短路时，记录此时该压头压该测试件的压力值，该压力值即用于表征该隔膜样品的抗穿刺能力。

优选地，所述两块电极板分别为一张砂纸，所述砂纸包含原纸和覆盖于该原纸上的砂粒层，构成所述砂粒层的砂粒为碳化钨、碳化钛、氮化钛或碳化铬中的一种或多种导电硬质合金颗粒，砂粒的粒径为5～100μm，优选为30～40μm，所述砂纸以具有所述砂粒层的一面，通过导线与所述绝缘电阻测试仪电连接。

本发明的有益效果是：

(1)本发明模拟电池中隔膜所处的实际环境和状态，用两块重叠的电极板中间夹设隔膜的方式模拟电芯叠片模式，用高低温万能试验机所设定的内部温度模拟电池实际制作和使用过程中隔膜所处的温度，用电极板表面的砂粒层模拟电极表面的毛刺、锂枝晶或异物颗粒对隔膜的刺穿作用。由此，更客观地测试隔膜在电池中耐电极颗粒或异物颗粒刺穿的能力，更全面地评估隔膜的抗刺穿性能和电池发生短路的实际概率，较好地预测隔膜在电池中的安全可靠性。

(2)本发明操作简便，在现有的测试设备的基础上，进行合理组合和搭配使用，无需购置专用设备，检测重复性好，可标准化测试，检测人员可独立操作，不同种类隔膜的测试结果具有可比性也更接近实际情况，能够快速分析隔膜在不同环境及不同工况下的穿刺效果，对于锂电池研发、隔膜评价及失效分析具有重要的意义。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的一种用于电池隔膜抗穿刺能力测试的测试组合装置结构示意图。

100-测试组合装置、10测试件、2-砂纸、21-砂纸的原纸、22-砂纸的砂粒层、3-隔膜样品、4-高低温万能测试机、41-测试平台、42球型压头、51、52-导线、6-绝缘电阻测试仪。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，对本发明作详细描述。

结合图1所示，为本发明较佳实施例的一种用于电池隔膜抗穿刺能力测试的测试组合装置100的结构示意图，包括：

测试件10，包含两张砂纸2和夹设于该两张砂纸2之间的隔膜样品3。隔膜样品3来自本领域常规使用的隔膜，如聚乙烯隔膜或聚丙烯隔膜，其厚度为1～40μm。砂纸2为常规使用的干磨砂纸，包括原纸21和砂粒层22，原纸21是用于粘附砂粒层22的基材，一般为绝缘的牛皮纸和乳胶纸，而构成砂粒层22的砂粒选自碳化钨、碳化钛、氮化钛及碳化铬中的一种或多种导电硬质合金颗粒，砂粒的粒径为5～100μm，优选为30～40μm。隔膜样品3夹在上下砂纸2且与砂粒层22接触。在裁切隔膜样品3时，优选将隔膜样品3的尺寸比砂纸2的尺寸大，避免两张砂纸2在测试过程中直接接触，造成绝缘电阻测试仪6报警。导线51的一端从隔膜样品3上层的砂纸2设有砂粒层22的一面引出，导线52的一端从隔膜样品3下层的砂纸2设有砂粒层22的一面引出。

绝缘电阻测试仪6，可分别供与导线51、52的另一端电连接。绝缘电阻测试仪的电压设置范围为10～250V，优选地为100V，电阻设置范围为0.1～0.5MΩ，优选是0.1MΩ。

高低温万能试验机4，具有测试箱和测试平台41，通过该高低温万能试验机4的控制面板设定该测试平台41所在测试箱的环境温度，可供设定的温度范围在-20～130℃。该高低温万能试验机4还包含压头42，如图1所示为一个直径为1～2cm，优选是1.5cm的球型压头，该球型压头不容易在加压过程中机械损伤该测试件10。

在测试隔膜样品3的抗刺穿能力时，将该绝缘电阻测试仪6设于该高低温试验机4的测试箱外部(通过导线连接测试件10，以避免测试箱内部温度变化影响该绝缘电阻测试仪6的正常使用状态，也更加便于测试人员观察该绝缘电阻测试仪6)，该测试件10放置于高低温试验机4测试箱内的测试平台41上，先静置5～60min，等该测试件10的温度与高低温万能试验机4内设定的环境温度一致时，开始测试。测试时，控制压头42的起动开关，使该球型的压头42向下移动并压紧测试件10，在这个过程中，不断观察绝缘电阻测试仪6的状态，在绝缘电阻测试仪6因该测试件的两块电极板(即砂纸2)间短路而发出报警信号(显示器显示或发出报警声)时，记录此时该压头压该测试件的压力值。其中，压头42的下压速度为0.01～0.1mm/min，优选为0.01mm/min。记录的该压力值，用于表征该隔膜样品3在某特定温度下的抗刺穿能力。绝缘电阻测试仪6用于测试绝缘体，因此当绝缘电阻测试仪6发出报警信号时，表示此时压头42的压力已造成隔膜样品3被砂纸2上细小的砂粒所刺穿，刺穿导致隔膜样品3上下层的砂纸2形成电导通，导致测试件10成为非绝缘体，从而引发绝缘电阻测试仪6报警。

其中，干磨砂纸是以合成树脂为粘结剂将高硬度的磨料粘接在乳胶之上，并涂以抗静电的涂层制成的产品。干磨砂纸的砂粒有多种可供选择的细度，原纸一般选用特制牛皮纸和乳胶纸，再选用天然和合成树脂作粘结剂，经过先进的高静电植砂工艺制造而成。

需要说明的是，位于隔膜样品3上下层的砂纸2(对应电极板)，若原纸21(原纸21相当于电极板除毛刺面之外的部分)为导体时，由于压头42为金属的，为防止该绝缘电阻仪施压较大电压时电流从压头42上通过，可在原纸21相反于砂粒层22的一面粘贴绝缘胶或涂刷绝缘涂层，也可以在将压头42换成绝缘材质的，或对其外表面粘绝缘胶或涂绝缘涂层等绝缘化处理。如将压头42换成绝缘材料(如硬质塑料)或压头42外部做绝缘化处理，则无需对原纸21相反于砂粒层22的一面做绝缘处理。此时的原纸21为导体，在这种情况下，该两层砂纸2中只要有一层砂纸的砂粒层22朝向该隔膜样品3即满足测试条件，此时导线51、52即可从原纸21相反于砂粒层22的一面引出也可以从砂粒层22上引出，只要满足当隔膜样品3被刺穿时，导线51、52可被电导通即可。反之，当原纸21为绝缘体时，则上下两层砂纸2的砂粒层22都应当与隔膜样品3对应接触，且导线51、52只能从砂粒层22上引出，其目的都是保证隔膜样品3被刺穿时测试件10的两个电极板短路(转变成非绝缘体)。总之，需保证该压头42与被按压的所述测试件10的上表面为非电性导通状态。

为了排除外因对测试结果的影响，进一步提高测试结果的客观性、和准确性，在测试时，可对每种待测隔膜裁切3～10个隔膜样品3，分别按照上述方法制作成测试件10。然后分别以导线51、52连接两层砂纸2的砂粒层22与绝缘电阻测试仪6的两端，按照上述测试方法，对每个测试件10测试，获得同一种待测隔膜3～10个抗刺穿能力数据，求平均值，以平均值作为某种隔膜最终的抗穿刺强度数据。

本发明的主要技术特点在于，本发明的测试方法模拟了电池中隔膜存在的实际环境和状态，用两块重叠的电极板(砂纸2)中间夹设隔膜的方式模拟电芯叠片模式，用高低温万能试验机所设定的测试箱和测试平台温度模拟电池实际制作和使用过程中隔膜所处的温度，用砂纸表面细小坚硬的砂粒层模拟电极表面的毛刺、锂枝晶或异物颗粒对隔膜的刺穿作用。本发明方法简单便捷、直观、检测人员可独立操作，可标准化测试，对不同样品不同温度下的测试结果具有可比性。

本发明还巧妙地应用了目前已有的干磨砂纸用作测试的电极板，干磨砂纸上的砂粒，粒径小硬度大且具有导电性，恰巧可用于模拟正、负极片表面的毛刺、锂枝晶或异物颗粒，结合使用绝缘电阻测试仪6，准确测试不同状态下隔膜样品3的抗穿刺强度，综合评价隔膜的抗穿刺能力。本发明设备要求简单，只是在现有测试设备基础上，进行合理搭配组合及利用，无需购买新设备，检测重复性好，测试结果具有可比性。以下结合具体实施例，使用图1所示结构的用于电池隔膜抗穿刺能力测试的测试组合装置，用以说明本发明的可实施性和技术效果，但并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例测试厚度为16μm的聚乙烯湿法隔膜的高温穿刺强度，模拟电芯烘烤的制程，测试在电芯烘烤中隔膜的穿刺强度，具体操作步骤如下：

(1)将120mm×120mm的隔膜样品置于100mm×100mm的上下两个一侧表面分布有占表面30％～40％区域的微小毛刺的铜箔(无毛刺面涂有绝缘层或粘贴绝缘胶)，铜箔上毛刺的粒径为50～80μm，凸出的高度为50～80μm，毛刺面朝向隔膜样品。将导线粘接在铜箔上(粘接在无绝缘层或绝缘膜的一面)并与绝缘电阻测试仪连接，然后将铜箔及隔膜一同置于高低温万能试验机内的测试平台上，绝缘电阻测试仪置于高低温万能试验机外。

(2)隔膜样品在80℃的高低温万能试验机内静置30min，然后用高低温万能试验机的球型压头压上层的铜箔，直到绝缘电阻测试仪报警，记录此时的压力值，重复测试5个聚乙烯湿法隔膜样品的穿刺强度值，并取其平均值，实验结果如表1，其中，球型压头直径为1.5cm，高低温万能试验机压缩速度为0.01mm/min，绝缘电阻测试仪电压设置为100V，电阻设置为0.1MΩ。

实施例2

本实施例测试厚度为16μm的聚乙烯湿法隔膜的高温穿刺强度，模拟电芯烘烤的制程，测试在电芯烘烤中隔膜的穿刺强度，具体操作步骤如下：

(1)将120mm×120mm的隔膜样品置于100mm×100mm的上下两个干磨砂纸之间，其中砂纸的砂粒为40μm粒径的碳化钨，将导线粘接在两个干磨砂纸的砂粒层上并与绝缘电阻测试仪连接，然后将两张干磨砂纸和隔膜样品一同置于高低温万能试验机内的测试平台上，绝缘电阻测试仪置于高低温试验机外。

(2)隔膜样品在80℃的高低温试验机内静置30min，然后用高低温万能试验机的球型压头压上层的干磨砂纸，直到绝缘电阻测试仪报警，记录此时的压力值，重复测试5个聚乙烯湿法隔膜样品的穿刺强度值，并取其平均值，实验结果如表1，其中，球型压头直径为1.5cm，高低温万能试验机压缩速度为0.01mm/min，绝缘电阻测试仪电压设置为100V，电阻设置为0.1MΩ。

实施例3

本实施例测试厚度为40μm的聚丙烯干法隔膜的低温穿刺强度，模拟电池低温使用环境，测试在电池低温充放电过程中隔膜的穿刺强度，具体操作步骤如下：

(1)将120mm×100mm的隔膜样品置于90mm×80mm的上下两个干磨砂纸之间，其中，砂纸的砂粒为80μm粒径的碳化钛，将导线粘接在两个干磨砂纸砂粒面与绝缘电阻测试仪连接，然后将两张干磨砂纸和隔膜样品一同置于高低温万能试验机内的测试平台上，绝缘电阻测试仪置于高低温万能试验机外。

(2)隔膜样品在-20℃的高低温万能试验机内静置60min，然后用高低温万能试验机球型压头压上层的干磨砂纸，直到绝缘电阻测试仪报警，记录此时的压力值，重复测试5个聚丙烯干法隔膜样品的穿刺强度值，并取其平均值，实验结果如表1，其中，球型压头直径为1cm，高低温万能试验机压缩速度为0.1mm/min，绝缘电阻测试仪电压设置为250V，电阻设置为0.5MΩ。

实施例4

本实施例测试厚度为1μm的聚乙烯湿法隔膜的低温穿刺强度，模拟电池高温使用环境，测试在电池高温充放电过程中隔膜的穿刺强度，具体操作步骤如下：

(1)将直径为100mm的隔膜样品置于直径为80mm的上下两个干磨砂纸之间，其中，砂纸的砂粒为5μm粒径的氮化钛，将导线粘接在两个干磨砂纸砂粒面与绝缘电阻测试仪连接，然后将两张干磨砂纸和隔膜样品一同置于高低温万能试验机内的测试平台上，绝缘电阻测试仪置于高低温万能试验机外。

(2)隔膜样品在55℃的高低温万能试验机内静置5min，然后用高低温万能试验机球型压头压上层的干磨砂纸，直到绝缘电阻测试仪报警，记录此时的压力值，重复测试5个试验样品的穿刺强度值，并取其平均值，实验结果如表1，其中，球型压头直径为2cm，高低温万能试验机压缩速度为0.02mm/min，绝缘电阻测试仪电压设置为10V，电阻设置为0.1MΩ。

实施例5

本实施例测试厚度为25μm的聚丙烯干法陶瓷隔膜的低温穿刺强度，其中涂层厚度为2.5μm×2，模拟电池加热测试，测试在电池加热测试过程中隔膜的穿刺强度，具体操作步骤如下：

(1)将100mm×100mm的隔膜样品置于直径为60mm的上下两个干磨砂纸之间，其中，砂纸的砂粒为30μm粒径的碳化铬，将导线粘接在两个干磨砂纸砂粒面与绝缘电阻测试仪连接，然后将两张干磨砂纸和隔膜样品一同置于高低温万能试验机内的测试平台上，绝缘电阻测试仪置于高低温万能试验机外。

(2)隔膜样品在130℃的高低温万能试验机内静置30min，然后用高低温万能试验机球型压头按压上层的干磨砂纸，直到绝缘电阻测试仪报警，记录此时压力值，重复测试5个聚丙烯干法陶瓷隔膜样品的穿刺强度值，并取其平均值，实验结果如表1，其中，球型压头直径为1.5cm，高低温万能试验机压缩速度为0.01mm/min，绝缘电阻测试仪电压设置为100V，电阻设置为0.1MΩ。

实施例6

本实施例提供的锂离子电池隔膜抗穿刺能力的测试方法与实施例2的区别在于：碳化钛砂粒粒径为100μm。

实施例7

本实施例提供的锂离子电池隔膜抗穿刺能力的测试方法与实施例2的区别在于：隔膜样品在25℃的高低温万能试验机内静置1min。

实施例8

本实施例提供的锂离子电池隔膜抗穿刺能力的表征方法与实施例2的区别在于：绝缘电阻测试仪电压设置为1000V，电阻设置为0.01MΩ。

表1实施例2～8中在不同环境下隔膜的穿刺强度

综上可以看出，利用本发明的测试方法，本发明模拟电池中隔膜所处的实际环境和状态，用两块重叠的电极板中间夹设隔膜的方式模拟电芯叠片模式，用高低温万能试验机所设定的内部温度模拟电池实际制作和使用过程中隔膜所处的温度，用电极板表面的砂粒层模拟电极表面的毛刺、锂枝晶或异物颗粒对隔膜的刺穿作用，更客观地测试隔膜在电池中耐电极颗粒或异物颗粒刺穿的能力，更全面地评估隔膜的抗刺穿性能和电池发生短路的实际概率，较好地预测隔膜在电池中的安全可靠性。

上述描述仅是对本发明部分实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本行业的普通技术人员可根据本发明对上述实施例做出改进或修改，但均属于本发明保护范围。

Claims (9)

1.一种电池隔膜抗穿刺能力的测试方法，其特征在于，所述方法为：

将隔膜样品放置在两块电极板之间组成测试件，其中至少一块电极板的表面带有毛刺面，所述毛刺面包含若干凸出于该电极板表面的导电硬质颗粒，所述隔膜样品对应接触所述毛刺面，所述两块电极板分别电性连接至绝缘电阻测试仪的两端；

将该测试件放置于一能够模拟电池内部温度条件的环境中，通过外力增加所述两块电极板相互正向挤压的压力，当该绝缘电阻测试仪测得该测试件的两电极板短路时，记录此时的压力值，该压力值即用于表征该隔膜样品的抗穿刺能力。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述两块电极板均分别为砂纸，所述砂纸包含原纸和覆盖于原纸上的砂粒层，所述砂粒层即构成所述毛刺面，所述砂粒层的砂粒为导电硬质合金颗粒，且所述砂纸分别以其砂粒层引出导线与绝缘电阻测试仪连接。

3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述砂粒层的砂粒为选自碳化钨、碳化钛、氮化钛及碳化铬中的一种或多种导电硬质合金颗粒。

4.根据权利要求2或3所述的测试方法，其特征在于，所述砂粒层的砂粒粒径为5～100μm。

5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述隔膜样品的四周边缘均伸出所述两块电极板重叠的区域。

6.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述能够模拟电池内部温度条件的环境由高低温万能试验机提供，所述外力由所述高低温万能试验机的球型压头提供。

7.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述绝缘电阻测试仪的电压设置范围为10～250V，电阻设置范围为0.1～0.5MΩ。

8.一种电池隔膜抗穿刺能力的测试方法，该方法包括如下步骤：

S1：组装测试件：截取一片隔膜样品置于层叠的两块电极板之间组成测试件；其中至少一块所述电极板的一面设有毛刺面，所述毛刺面包含若干凸出于该电极板表面的导电硬质颗粒，所述隔膜样品对应接触所述毛刺面；

S2:将该测试件与绝缘电阻测试仪连接：将所述两块电极板分别以导线连接至绝缘电阻测试仪的两端；

S3:在模拟环境中测试：设定高低温万能试验机内的环境温度，将所述测试件平放于高低温万能试验机内，静置5min以上，然后使用所述高低温万能试验机的压头按压所述测试件上层的电极板；当该绝缘电阻测试仪测得该测试件的两电极板间短路时，记录此时该压头压该测试件的压力值，此压力值即表征特定温度下该隔膜样品的抗刺穿能力。

9.一种用于电池隔膜抗穿刺能力测试的测试组合装置，其特征在于，包括：

测试件，包含两块电极板和夹设于该两块电极板之间的隔膜样品，所述两块电极板对应该隔膜样品的一面设有砂粒层，所述砂粒层的砂粒为导电硬质颗粒；

绝缘电阻测试仪，分别电性连接所述测试件的两块电极板；

高低温万能试验机，能够设定其内部的环境温度，所述高低温万能试验机内设有测试平台和压头，该测试平台提供所述测试件平放的位置，所述压头用于对该测试件以预定速度进行按压，直到当该绝缘电阻测试仪测得该测试件的两电极板间短路时，记录此时该压头压该测试件的压力值，此压力值即表征特定温度下该隔膜样品的抗刺穿能力。