CN206114470U - 一种锂离子电池隔膜吸湿速率测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池隔膜吸湿速率测试装置，其特征在于：包括铜丝基板，铜丝基板垂直地安装在箱体内，在铜丝基板上安装有基准铜丝和测试铜丝，电路板安装于铜丝基板上，检测回路包括基准铜丝、测试铜丝、电源、定值电阻，基准铜丝、测试铜丝、电源、定值电阻之间通过导线相连，样品放置机构包括用于盛放检测液体的容器，可调节高度支架，数据采集装置与检测回路相连，计算机与数据采集装置相连。本实用新型锂离子电池隔膜吸湿速率测试装置具有操作简单、检测精度高等有点。

Description

一种锂离子电池隔膜吸湿速率测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池隔膜的检测装置，具体而言是一种检测液体在电池隔膜中吸湿速率测试装置。

背景技术

锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、质量轻、无记忆效应等特性,以及快速充放电等优点,作为锂离子电池的核心材料之一,隔膜的主要功能是使电池的正、负极分隔开来，阻止电子通过。隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放电容量、循环使用寿命和电池安全性能的好坏。近年来,为了满足航空和军事的需要,对电池隔膜的要求更高,要求其性能达到:(1)化学稳定性好；(2)机械强度大；(3)膜的厚度薄；(4)遮断电流性；(5)保持电解液等。其中对锂离子电池保持电解液测试上主要测试液体电解液对隔膜湿润性能，测试方法主要是测试电池隔膜保液率和条带芯吸高度，而条带芯吸高度无法评价液体在隔膜上扩散过程。

基于上述原因，申请人作出本实用新型。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述问题，本实用新型的第一方面目的在于提供一种操作简单、检测精度高的检测锂离子电池隔膜吸湿速率测试装置。

本实用新型为实现上述目的采取的技术方案如下：一种锂离子电池隔膜吸湿速率测试装置，其特征在于：包括铜丝基板，铜丝基板垂直地安装在箱体内，在铜丝基板上安装有基准铜丝和测试铜丝，电路板安装于铜丝基板上，检测回路包括基准铜丝、测试铜丝、电源、定值电阻，基准铜丝、测试铜丝、电源、定值电阻之间通过导线相连，样品放置机构包括用于盛放检测液体的容器，可调节高度支架，数据采集装置与检测回路相连，计算机与数据采集装置相连。

本实用新型的工作原理及有益效果如下：由于电池隔膜在不同含水率下的表面电阻差异很大，当隔膜处于干态时，表面电阻值达1012～1014Ω，而当隔膜含有液态水时，其质量比电阻降至106Ω～107Ω数量级。显然隔膜在干态表面电阻比其含有液态水时的表面电阻大得多。根据这个性质，可以判断隔膜上是否存在液态水。基于上述原理，本实用新型通过在隔膜表面紧贴一排铜丝，并将铜丝用检测电路连接起来，利用检测电路测定各铜丝之间电阻值大小，根据电阻值大小可间接获得隔膜上液体水蒸发情况。

附图说明

图1为本实用新型实施例检测装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例铜丝基板上与隔膜位置图。

图3为本实用新型实施例检测电路的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种锂离子电池隔膜吸湿速率测试装置，包括1为电池隔膜，2为普通夹子，3为铜丝基板，上面均匀分布33根铜丝，共加工两个规格铜丝板，即相邻铜丝间距分别是4mm、8mm，通过夹子2将电池隔膜1及铜丝基板3紧贴在一起，保证铜丝能与电池隔膜紧密接触。电池隔膜尺寸与铜丝基板3尺寸相同，铜丝间距4mm的基板宽度2cm，长度15cm，铜丝间距8mm的基板宽度2cm，长度28cm，，基材为pVC电路板，各铜丝引线通过电路板电路引导基板上37针D型接口8上。液体4至于烧杯5里，液体4可以是蒸馏水或者配置的锂离子电池液体。6为挂隔膜架子，其高度可由架子底座7调节。37针D型接口8连接测试电路、数据采集卡及计算机9，通过计算机软件检测液体在电池隔膜上扩散情况。

如图2所示的实施例中，铜丝基板3上等间距分布33根边长1mm的正方形铜丝棒，基板背面焊接37针D型接口，基板正面的铜丝与电池隔膜1紧密贴合。

如图3所示，检测回路包括基准铜丝0’、测试铜丝1’、2’……32’，电源11、定值电阻R1，R2……R32，基准铜丝、测试铜丝、电源、定值电阻11之间通过导线相连，本实施例中，电源11采用可编程精密电源HP6632B(安捷伦)，电源10负极与定值电阻一侧接地10，定值电阻另一侧通过数据线输出电压信号V1，V2……V32给PCI8210数据采集卡，并通过计算机对PCI8210数据采集进行处理。

本实用新型的检测原理如下：

测试样品紧贴于铜丝基板，并垂直放置，基准铜丝浸没到液体中。通过检测回路检测输出电压信号，如输出电压很小，说明基准铜丝与测试铜丝电阻值很大，液体未传导到测试铜丝位置；如输出电压较大，说明液体扩散到测试测试铜丝位置处。本实用新型所采集的电压信号由PCI8210采集卡采集后，通过计算机内的检测软件对数据进行处理，最终得到隔膜表面液体扩散速率。

本实用新型的输出电压值是加在定值电阻两端的电压，其值由下式表示：

式中V_out是电路输出电压；U是精密稳压电源电压；R₀是定值电阻(阻值1MΩ)；R是隔膜电阻。

隔膜干湿状态的电压阀值判断：

本仪器是根据检测电路输出的电压值的大小判断隔膜上各测试铜丝位置处隔膜的干湿状态。在测试电路中稳压电源干燥状态选择20V，湿润状态选择电压5V，定值电阻值为1MΩ，而隔膜湿阻数量级为106～107Ω，隔膜干态电阻值为108Ω～1014Ω，据此可确定隔膜干湿状态的电压阀值。

a.当从基准铜丝到测试铜丝位置隔膜都处于湿润状态时，仪器检测电路输出的电压值为：

b.当测试铜丝紧贴的隔膜处于干燥状态时，仪器检测电压值为：

式中V_out是仪器检测电路输出的电压值；U是仪器稳压电源电压；R₀检测电路选用的定值电阻阻值；R从注液点到检测铜丝位置之间的隔膜电阻值。显然隔膜处于前者条件下输出电压最小值较后者条件下电压输出最大值2倍以上，隔膜干湿状态的电压阀值很容易判定，本程序中电压阀值取0.3V。

以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。

Claims (1)

1.一种锂离子电池隔膜吸湿速率测试装置，其特征在于：包括铜丝基板，铜丝基板垂直地安装在箱体内，在铜丝基板上安装有基准铜丝和测试铜丝，电路板安装于铜丝基板上，检测回路包括基准铜丝、测试铜丝、电源、定值电阻，基准铜丝、测试铜丝、电源、定值电阻之间通过导线相连，样品放置机构包括用于盛放检测液体的容器，可调节高度支架，数据采集装置与检测回路相连，计算机与数据采集装置相连。