CN207317960U - 测试基板、隔膜夹具及隔膜闭孔温度和破膜温度测试*** - Google Patents
测试基板、隔膜夹具及隔膜闭孔温度和破膜温度测试*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种测试基板、隔膜夹具及隔膜闭孔温度和破膜温度测试***，所述测试基板包括：基板主体，包括相对的第一表面及第二表面；所述基板主体的第一表面包括金属区域及位于所述金属区域***的绝缘区域；金属条，镶嵌于所述基板主体内，一端与所述金属区域相连接，另一端延伸至所述基板主体的外侧；其中，所述金属条的表面、所述金属区域的表面及所述绝缘区域的表面均相平齐。本实用新型的测试基板可以用于隔膜闭孔温度和破膜温度的测试，具有测试准确性高、结构简单等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于锂电池技术领域，特别是涉及一种测试基板、隔膜夹具及隔膜闭孔温度和破膜温度测试***。
背景技术
近年，人们对电子产品提出了更高的要求，如手机等电子设备的超长待机时间；混合动力电车、电动汽车等绿色能源动力设备的普及，因此具有高重量能量密度和体积能量密度的锂离子二次电池受到更多的关注，特别是大容量，可快速充放电的高性能锂电池更得到青睐，但以此带来的安全问题，特别是电池着火、电池***等问题得到进一步的重视。
锂电池主要由正极、负极、隔膜三大部分组成。锂电池隔膜的性能直接影响电池的内阻、界面结构、容量、循环性能，安全性能等。高分子材料作为电池隔膜有其自身的优势，如优异的电绝缘体，能阻止由电子的穿透导致电池容量的下降，性能稳定，优良的加工性能等。
闭孔温度是微孔闭合时的温度，当电池内部发生放热反应自热、过充或者电池外部短路时，这些情况都会产生大量的热量。隔膜熔融后，电池内部生热并未停止，随着温度的升高，隔膜剧烈的热收缩，直至破膜后正负极直接接触产生剧烈的反应，隔膜的熔点与材料性质是直接联系的，因此如果隔膜的闭孔温度与破膜温度的差距越大，锂电池的安全性越高。考虑到电解液的分解温度通常较低，并且在加热过程中，其组分存在一定的不稳定性，因此直接模拟电芯内部情况测量隔膜内阻随电解液的变化，并以此判断隔膜的闭孔温度或破膜温度会存在一定的误差，使得测量结果不够精确。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种测试基板、隔膜夹具及隔膜闭孔温度和破膜温度测试***，用于解决现有技术中通过直接模拟电芯内部情况测量隔膜内阻随电解液的变化，并以此判断隔膜的闭孔温度或破膜温度存在的会存在一定的误差，使得测量结果不够精确的问题。
为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型提供一种测试基板，所述测试基板包括：
基板主体，包括相对的第一表面及第二表面；所述基板主体的第一表面包括金属区域及位于所述金属区域***的绝缘区域；
金属条，镶嵌于所述基板主体内，一端与所述金属区域相连接，另一端延伸至所述基板主体的外侧；其中，所述金属条的表面、所述金属区域的表面及所述绝缘区域的表面均相平齐。
作为本实用新型的一种优选方案，所述金属区域位于所述基板主体第一表面的中心。
作为本实用新型的一种优选方案，所述基板主体内还设置有安装通孔。
作为本实用新型的一种优选方案，所述安装通孔为螺纹通孔。
本实用新型还提供一种隔膜夹具，所述隔膜夹具包括：两块测试基板，所述测试基板包括：
基板主体，包括相对的第一表面及第二表面；所述基板主体的第一表面包括金属区域及位于所述金属区域***的绝缘区域；
金属条，镶嵌于所述基板主体内，一端与所述金属区域相连接，另一端延伸至所述基板主体的外侧；其中，所述金属条的表面、所述金属区域的表面及所述绝缘区域的表面均相平齐；其中，
两块所述测试基板平行贴置在一起，且两块所述测试基板的第一表面为贴置面。
作为本实用新型的一种优选方案，两块所述测试基板的所述金属区域上下对应设置。
作为本实用新型的一种优选方案，所述金属区域位于所述基板主体第一表面的中心。
作为本实用新型的一种优选方案，所述基板主体内还设置有安装通孔，且两块所述基板主体内的所述安装通孔上下对应设置；所述隔膜夹具还包括固定装置，所述固定装置经由所述安装通孔将两块所述测试基板固定。
作为本实用新型的一种优选方案，所述安装通孔为螺纹孔；所述固定装置为螺栓。
本实用新型还提供一种隔膜闭孔温度和破膜温度测试***，所述隔膜闭孔温度和破膜温度测试***包括：
加热加压装置；
如上述任一方案中所述的隔膜夹具，位于所述加热加压装置内；
隔膜，夹持于所述隔膜夹具的两块所述测试基板之间；
电解液，滴设于所述隔膜与所述测试基板的所述金属区域之间；
用于测试两块所述测试基板的所述金属区域之间的电阻及所述隔膜温度的测量装置；所述测量装置与所述金属条相连接；
数据采集处理装置，与所述测量装置电连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述加热加压装置包括：
加压腔室；
加压单元，位于所述加压腔室内；
两块加热板，一块所述加热板位于所述加压腔室的顶部，另一块加热板位于所述加压单元的顶部；所述隔膜夹具位于两块所述加热板之间；
压力表，设置于所述加压腔室的外部上，且与所述加压单元相连接；
温度控制器，与所述加热板相连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述加热加压装置包括：
加压腔室；
加压单元，位于所述加压腔室内；
两块加热板，一块所述加热板位于所述加压腔室的底部，另一块加热板位于所述加压单元的底部；所述隔膜夹具位于两块所述加热板之间；
压力表，设置于所述加压腔室的外部上，且与所述加压单元相连接；
温度控制器，与所述加热板相连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述加热加压装置还包括耐高温橡胶垫，所述耐高温橡胶垫设置于所述加热板与所述隔膜夹具之间。
作为本实用新型的一种优选方案，所述测量装置包括：
电阻测量模块，与所述金属条及所述数据采集处理装置电连接；
温度测量模块，与所述数据采集处理装置电连接。
如上所述，本实用新型提供的测试基板、隔膜夹具及隔膜闭孔温度和破膜温度测试***，具有以下有益效果：本实用新型的测试基板可以用于隔膜闭孔温度和破膜温度的测试，具有测试准确性高、结构简单等优点；本实用新型的闭孔温度和破膜温度测试***可以实现对两块所述测试基板的所述金属区域之间的电阻随温度变化的准确测试，通过电阻值变化的转折点能够准确地反应隔膜的闭孔温度和破膜温度，避免了对隔膜直接接触测试时可能存在的误差，使得测量结果具有较高的准确性；同时，本发明闭孔温度和破膜温度测试***还具有结构简单、成本低廉、便于操作等优点。
附图说明
图1显示为本实用新型实施例一中提供的测试基板的俯视结构示意图。
图2显示为本实用新型实施例二中提供的隔膜夹具的立体结构示意图。
图3至4显示为本实用新型实施例三中提供的隔膜闭孔温度和破膜温度测试***的结构示意图。
图5显示为本实用新型实施例三中提供的隔膜闭孔温度和破膜温度测试***进行测试时两块所述测试基板的所述金属区域之间的电阻随温度变化的曲线图。
组件标号说明
1 隔膜夹具
11 测试基板
111 基板主体
112 金属区域
113 绝缘区域
114 金属条
115 安装通孔
12 螺栓
2 电阻测试夹
3 加热加压装置
31 加压腔室
32 加压单元
33 加热板
34 压力表
35 温度控制器
36 耐高温橡胶垫
4 隔膜
5 测量装置
51 电阻测试模块
52 温度测试模块
6 数据采集处理装置
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例一
请参阅图1，本实用新型提供一种测试基板11，所述测试基板11包括：基板主体111，所述基板主体111包括相对的第一表面及第二表面；所述基板主体111的第一表面包括金属区域112及位于所述金属区域112***的绝缘区域113；金属条114，所述金属条114镶嵌于所述基板主体111内，所述金属条114的一端与所述金属区域112相连接，另一端延伸至所述基板主体111的外侧；其中，所述金属条114的表面、所述金属区域112的表面及所述绝缘区域113的表面均相平齐。
在一示例中，所述基板主体111为绝缘主体，所述金属区域112位在所述基板主体111的第一表面电镀的一金属区域。
在另一示例中，所述基板主体111可以为任意一种材质的主体，所述基板主体111的第一表面可以通过电镀金属材料形成所述金属区域112，并于所述基板主体111的第一表面通过沉积等工艺沉积绝缘材料以形成所述绝缘区域113。
作为示例，所述金属区域112可以在所述基板主体111第一表面的任意位置，优选地，本实施例中，所述金属区域112位于所述基板主体111第一表面的中心。
作为示例，所述金属区域112的表面经过镜面处理，这样就可以确保所述金属区域112的表面足够平坦光滑，确保在后续测试的加压过程中不会导致隔膜破裂。
作为示例，所述基板主体111内还设有安装通孔115，所述安装通孔115可以为但不仅限于螺纹通孔。
实施例二
请参阅图2，本实用新型还提供一种隔膜夹具1，所述隔膜夹具1包括：两块测试基板11，所述测试基板11包括：基板主体111，所述基板主体111包括相对的第一表面及第二表面；所述基板主体111的第一表面包括金属区域112及位于所述金属区域112***的绝缘区域113；金属条114，所述金属条114镶嵌于所述基板主体111内，所述金属条114的一端与所述金属区域112相连接，另一端延伸至所述基板主体111的外侧；其中，所述金属条114的表面、所述金属区域112的表面及所述绝缘区域113的表面均相平齐；其中，两块所述测试基板11平行贴置在一起，且两块所述测试基板11的第一表面为贴置面。
在一示例中，所述基板主体111为绝缘主体，所述金属区域112位在所述基板主体111的第一表面电镀的一金属区域。
在另一示例中，所述基板主体111可以为任意一种材质的主体，所述基板主体111的第一表面可以通过电镀金属材料形成所述金属区域112，并于所述基板主体111的第一表面通过沉积等工艺沉积绝缘材料以形成所述绝缘区域113。
作为示例，两块所述测试基板11的所述金属区域112上下对应设置，优选地，本实施例中，两块所述测试基板11的所述金属区域112位于所述基板主体111第一表面的中心。
作为示例，所述金属区域112的表面经过镜面处理，这样就可以确保所述金属区域112的表面足够平坦光滑，确保在后续测试的加压过程中不会导致隔膜破裂。
作为示例，所述基板主体111内还设有安装通孔115，且两块所述基板主体111内的所述安装通孔115上下对应设置；所述隔膜夹具1还包括固定装置，所述固定装置经由所述安装通孔115将两块所述测试基板11固定。
作为示例，所述安装通孔可以为但不仅限于螺纹孔；所述固定装置可以为但不仅限于螺栓12。
需要说明的是，当所述隔膜夹具1用于隔膜4的闭孔温度和破膜温度测试时，所述隔膜4位于两块所述测试基板11之间，且对应于所述基板主体111的所述金属区域112。
实施例三
请参阅图3及图4，本实用新型还提供一种隔膜闭孔温度和破膜温度测试***，所述隔膜闭孔温度和破膜温度测试***包括：加热加压装置3；如实施例二中所述的隔膜夹具1，所述隔膜夹具1位于所述加热加压装置3内；隔膜4，所述隔膜4夹持于所述隔膜夹具1的两块所述测试基板11之间；电解液(未示出)，所述电解液至少滴设于所述隔膜4与一所述测试基板11的所述金属区域112之间；用于测试两块所述测试基板11的所述金属区域112之间的电阻及所述隔膜4的温度的测量装置5；所述测量装置5与所述金属条114相连接；数据采集处理装置6，所述数据采集处理装置6与所述测量装置5电连接。
在一示例中，如图3所示，所述加热加压装置3包括：加压腔室31；加压单元32，所述加压单元32位于所述加压腔室31内，用于在测试时向所述隔膜4施加所需的压力；两块加热板33，一块所述加热板33位于所述加压腔室31的顶部，另一块加热板33位于所述加压单元32的顶部，用于在测试时为所述隔膜4进行加热；所述隔膜夹具1位于两块所述加热板33之间；压力表34，所述压力表34设置于所述加压腔室31的外部上，且与所述加压单元32相连接，用于实时侦测所述加压单元32施加于所述隔膜4上的压力，用于确保所述加压单元32施加在所述隔膜4上的压力处于合适的压力范围之内，放置施加于所述隔膜4上的压力过大而造成所述隔膜4的破裂；温度控制器35，所述温度控制器35与所述加热板32相连接，用于控制所述加热板32的加热温度。
在另一示例中，如图4所示，所述加热加压装置3包括：加压腔室31；加压单元32，所述加压单元32位于所述加压腔室31内，用于在测试时向所述隔膜4施加所需的压力；两块加热板33，一块所述加热板33位于所述加压腔室31的底部，另一块加热板33位于所述加压单元32的底部；所述隔膜夹具1位于两块所述加热板33之间，用于在测试时为所述隔膜4进行加热；压力表(未示出)，所述压力表设置于所述加压腔室31的外部上，且与所述加压单元32相连接；温度控制器35，所述温度控制器35与所述加热板33相连接，用于控制所述加热板32的加热温度。
作为示例，所述加压单元32可以为但不仅限于千斤顶。
作为示例，请继续参阅图3及图4，所述加热加压装置3还包括耐高温橡胶垫36，所述耐高温橡胶垫36设置于所述加热板33与所述隔膜夹具1之间，用于保护所述隔膜夹具1。
作为示例，所述测量装置5包括：电阻测量模块51，所述电阻测量模块51与所述金属条114及所述数据采集处理装置6电连接；温度测量模块52，所述温度测量模块52与所述数据采集处理装置6电连接，当然，所述温度测量模块52还可以直接与所述隔膜4相接触，以测量所述隔膜4的温度。
本实用新型的隔膜闭孔温度和破膜温度测试***的工作原理为：将所述隔膜4上滴上电解液固定于所述隔膜夹具1上之后一起放入所述加热加压装置3内选择合适的压力进行加压加热，随着温度的升高，所述隔膜4会逐渐闭孔熔融破裂。通过所述隔膜夹具1中间嵌入的所述金属区域112来接触所述隔膜4，通过连接所述金属区域112的所述金属条114来连接电阻夹2来测试电阻。当加热温度加热到一定温度时，所述隔膜4闭孔，此时将阻隔上下两块所述测试基板11中的所述金属区域112,之间的电流传导，电阻将瞬间上升到一个非常大的数值；当所述隔膜4破膜时，上下两所述测试基板11将接触短路导致电阻变得非常小，测试过程中对数据进行采集，每一个温度点对应一个电阻点，由于测试过程中电阻会以突变的形式来变大或者变小，因此数据点采集要非常密集，因此选用每秒10个点的速率来采集数据，能够准确采集温度电阻的变化情况。所示数据采集处理装置6将温度电阻数据做成曲线图，如图5所示，在对一种所述隔膜4进行测试时，电阻突升时的温度为136℃左右，电阻突降温度为146℃左右，也就是闭孔温度约在136℃，破膜温度约在146℃左右。
综上所述，本实用新型提供一种测试基板、隔膜夹具及隔膜闭孔温度和破膜温度测试***，所述测试基板包括：基板主体，包括相对的第一表面及第二表面；所述基板主体的第一表面包括金属区域及位于所述金属区域***的绝缘区域；金属条，镶嵌于所述基板主体内，一端与所述金属区域相连接，另一端延伸至所述基板主体的外侧；其中，所述金属条的表面、所述金属区域的表面及所述绝缘区域的表面均相平齐。本实用新型的测试基板可以用于隔膜闭孔温度和破膜温度的测试，具有测试准确性高、结构简单等优点；本实用新型的闭孔温度和破膜温度测试***可以实现对两块所述测试基板的所述金属区域之间的电阻随温度变化的准确测试，通过电阻值变化的转折点能够准确地反应隔膜的闭孔温度和破膜温度，避免了对隔膜直接接触测试时可能存在的误差，使得测量结果具有较高的准确性；同时，本发明闭孔温度和破膜温度测试***还具有结构简单、成本低廉、便于操作等优点。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (14)
1.一种测试基板，其特征在于，所述测试基板包括：
基板主体，包括相对的第一表面及第二表面；所述基板主体的第一表面包括金属区域及位于所述金属区域***的绝缘区域；
金属条，镶嵌于所述基板主体内，一端与所述金属区域相连接，另一端延伸至所述基板主体的外侧；其中，所述金属条的表面、所述金属区域的表面及所述绝缘区域的表面均相平齐。
2.根据权利要求1所述的测试基板，其特征在于，所述金属区域位于所述基板主体第一表面的中心。
3.根据权利要求1或2所述的测试基板，其特征在于，所述基板主体内还设置有安装通孔。
4.根据权利要求3所述的测试基板，其特征在于，所述安装通孔为螺纹通孔。
5.一种隔膜夹具，其特征在于，所述隔膜夹具包括：两块测试基板，所述测试基板包括：
基板主体，包括相对的第一表面及第二表面；所述基板主体的第一表面包括金属区域及位于所述金属区域***的绝缘区域；
金属条，镶嵌于所述基板主体内，一端与所述金属区域相连接，另一端延伸至所述基板主体的外侧；其中，所述金属条的表面、所述金属区域的表面及所述绝缘区域的表面均相平齐；其中，
两块所述测试基板平行贴置在一起，且两块所述测试基板的第一表面为贴置面。
6.根据权利要求5所述的隔膜夹具，其特征在于，两块所述测试基板的所述金属区域上下对应设置。
7.根据权利要求6所述的隔膜夹具，其特征在于，所述金属区域位于所述基板主体第一表面的中心。
8.根据权利要求5所述的隔膜夹具，其特征在于，所述基板主体内还设置有安装通孔，且两块所述基板主体内的所述安装通孔上下对应设置；所述隔膜夹具还包括固定装置，所述固定装置经由所述安装通孔将两块所述测试基板固定。
9.根据权利要求8所述的隔膜夹具，其特征在于，所述安装通孔为螺纹孔；所述固定装置为螺栓。
10.一种隔膜闭孔温度和破膜温度测试***，其特征在于，所述隔膜闭孔温度和破膜温度测试***包括：
加热加压装置；
如权利要求5至9中任一项所述的隔膜夹具，位于所述加热加压装置内；
隔膜，夹持于所述隔膜夹具的两块所述测试基板之间；
电解液，滴设于所述隔膜与所述测试基板的所述金属区域之间；
用于测试两块所述测试基板的所述金属区域之间的电阻及所述隔膜温度的测量装置；所述测量装置与所述金属条相连接；
数据采集处理装置，与所述测量装置电连接。
11.根据权利要求10所述的隔膜闭孔温度和破膜温度测试***，其特征在于，所述加热加压装置包括：
加压腔室；
加压单元，位于所述加压腔室内；
两块加热板，一块所述加热板位于所述加压腔室的顶部，另一块加热板位于所述加压单元的顶部；所述隔膜夹具位于两块所述加热板之间；
压力表，设置于所述加压腔室的外部上，且与所述加压单元相连接；
温度控制器，与所述加热板相连接。
12.根据权利要求10所述的隔膜闭孔温度和破膜温度测试***，其特征在于，所述加热加压装置包括：
加压腔室；
加压单元，位于所述加压腔室内；
两块加热板，一块所述加热板位于所述加压腔室的底部，另一块加热板位于所述加压单元的底部；所述隔膜夹具位于两块所述加热板之间；
压力表，设置于所述加压腔室的外部上，且与所述加压单元相连接；
温度控制器，与所述加热板相连接。
13.根据权利要求11或12所述的隔膜闭孔温度和破膜温度测试***，其特征在于，所述加热加压装置还包括耐高温橡胶垫，所述耐高温橡胶垫设置于所述加热板与所述隔膜夹具之间。
14.根据权利要求10所述的隔膜闭孔温度和破膜温度测试***，其特征在于，所述测量装置包括：
电阻测量模块，与所述金属条及所述数据采集处理装置电连接；
温度测量模块，与所述数据采集处理装置电连接。
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| CN201721251324.8U CN207317960U (zh) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | 测试基板、隔膜夹具及隔膜闭孔温度和破膜温度测试*** |
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| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109406006A (zh) * | 2018-10-20 | 2019-03-01 | 武汉惠强新能源材料科技有限公司 | 锂电池隔膜闭孔、破膜温度测试装置 |
-
2017
- 2017-09-27 CN CN201721251324.8U patent/CN207317960U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109406006A (zh) * | 2018-10-20 | 2019-03-01 | 武汉惠强新能源材料科技有限公司 | 锂电池隔膜闭孔、破膜温度测试装置 |
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