一种电池隔膜击穿电压测试装置论文和设计-林晓葵

全文摘要

本实用新型提供一种电池隔膜击穿电压测试装置，包括直流测试电路、第一电极与可移动夹具，所述可移动夹具包括第二电极，所述直流测试电路分别与所述可移动夹具、所述第一电极电连接。通过所述直流测试电路分别与可移动夹具、第一电极电连接，直流测试电路中设置一个低电压值作为耐压的上限值，将隔膜平铺于第一电极上，推动可移动夹具使第二电极与隔膜接触，测试过程中正常隔膜在低电压的上限值之下不被击穿，如果膜上有薄弱点，其耐压值低于上限值，隔膜会被击穿，直流测试电路检测并显示被击穿点的击穿电压值。该测试装置可测试大面积的隔膜、且能有效地测出隔膜是否存在薄弱点及薄弱点所在的位置及相应的击穿电压数值。

主设计要求

1.一种电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，包括直流测试电路、第一电极与可移动夹具，所述可移动夹具包括第二电极，所述直流测试电路分别与所述可移动夹具、所述第一电极电连接，所述第一电极为电极板。

设计方案

2.根据权利要求1所述的电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，所述可移动夹具包括用作所述第二电极的导电棒和连接至所述导电棒的绝缘手柄。

3.根据权利要求1所述的电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，所述可移动夹具包括用作所述第二电极的导电板和连接至所述导电板的绝缘手柄。

4.根据权利要求1所述的电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，所述第二电极的表面粗糙度Ra≤1.25。

5.根据权利要求1所述的电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，所述第二电极材料为金属或导电橡胶。

6.根据权利要求1所述的电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，还包括驱动装置，所述可移动夹具安装于所述驱动装置上。

7.根据权利要求2所述的电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，还包括支撑架，所述支撑架包括第一横杆、第一连接柱、第二连接柱及第二横杆，所述第一连接柱的一端与所述第二连接柱的一端分别安装于所述第一横杆的两端，所述第一连接柱的另一端与所述第二连接柱的另一端分别安装于所述第二横杆的两端，所述第一横杆与所述第二横杆平行，所述第一横杆与所述绝缘手柄连接，所述导电棒套设于所述第二横杆的外壁。

8.根据权利要求7所述的电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，所述导电棒相对所述第二横杆的外壁可转动地连接。

9.根据权利要求1所述的电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，所述电极板的长度为200～400mm，宽度为200～400mm，厚度为1～5mm。

10.根据权利要求9所述的电池隔膜击穿电压测试装置，其特征在于，所述电极板与所述可移动夹具相对的一面的表面粗糙度Ra≤1.25。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池材料测试领域，具体而言，主要涉及一种电池隔膜击穿电压测试装置。

背景技术

锂离子电池在手机、笔记本电脑等数码产品以及新能源汽车中应用广泛，有着循环寿命长、自放电小、无公害、无记忆效应等优点。近些年来，电池安全问题引发的问题比比皆是，电池安全问题越来越引起人们的重视。

而隔膜作为锂离子电池的四大材料之一，尽管没有参与电池中的电化学反应，但却是锂离子电池中的关键内部组件。电池的充放电电流密度、循环性能等关键性能都与隔膜有着直接的关系，隔膜性能的改善对提高锂离子电池的性能起着重要作用。

在进行电芯的短路测试时，如果隔膜击穿电压较小，电芯短路测试过程中隔膜易被击穿，造成卷芯损耗，从而影响电池的成品率。由于隔膜本身孔的大小分布不是均匀的，导致膜面不均匀，存在易被击穿的薄弱点。目前的技术测隔膜击穿电压为单点或固定面积的测试，单点测试范围小，虽然能够准确的测出隔膜击穿电压的值，但有些位置测试不到，容易忽略隔膜上存在的击穿电压薄弱点；而固定面积的测试，用边长为50～800mm 的两块电极板夹住一定面积的隔膜，只能测试到与电极板相应大小的一小块隔膜，取样存在随机性，测试范围也有限，且电极板越大或越厚，表面粗糙度的影响也越大，导致电极板跟所测隔膜没有完全贴合，测得的数据不一定是隔膜中最低耐压值，且对所测隔膜施重越大，容易导致测试值比真实值偏小。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种电池隔膜击穿电压测试装置，通过该测试装置能有效地测出隔膜是否存在薄弱点及薄弱点的位置。

为实现以上实用新型目的，本实用新型提供一种电池隔膜击穿电压测试装置，包括直流测试电路、第一电极与可移动夹具，所述可移动夹具包括第二电极，所述直流测试电路分别与所述可移动夹具、所述第一电极电连接，所述第一电极为电极板。

作为上述技术方案的进一步改进，所述可移动夹具包括用作所述第二电极的导电棒和连接至所述导电棒的绝缘手柄。

作为上述技术方案的进一步改进，所述可移动夹具包括用作所述第二电极的导电板和连接至所述导电板的绝缘手柄。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二电极的表面粗糙度 Ra≤1.25。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二电极材料为金属或导电橡胶。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括驱动装置，所述可移动夹具安装于所述驱动装置上。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括支撑架，所述支撑架包括第一横杆、第一连接柱、第二连接柱及第二横杆，所述第一连接柱的一端与所述第二连接柱的一端分别安装于所述第一横杆的两端，所述第一连接柱的另一端与所述第二连接柱的另一端分别安装于所述第二横杆的两端，所述第一横杆与所述第二横杆平行，所述第一横杆与所述绝缘手柄连接，所述导电棒套设于所述第二横杆的外壁。

作为上述技术方案的进一步改进，所述导电棒相对所述第二横杆的外壁可转动地连接

作为上述技术方案的进一步改进，所述电极板的长度为200～ 400mm，宽度为200～400mm，厚度为1～5mm。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电极板与所述可移动夹具相对的一面的表面粗糙度Ra≤1.25。

本实用新型的有益效果：

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对本实用新型范围的限定。

图1为本实用新型一种实施例的可移动夹具的结构示意图。

主要元件符号说明：

10、可移动夹具；20、导电棒；31、第一横杆；32、第一连接柱；33、第二连接柱；40、绝缘手柄。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本实用新型的各种实施例。本实用新型可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本实用新型的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本实用新型理解为涵盖落入本实用新型的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和\/或可选方案。

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本实用新型的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本实用新型的各种实施例中，表述“A或\/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合，例如，可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本实用新型的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和\/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本实用新型的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

请参考图1，一种电池隔膜击穿电压测试装置，包括直流测试电路、第一电极与可移动夹具10，所述可移动夹具10包括第二电极，所述直流测试电路分别与所述可移动夹具10、所述第一电极电连接。

上述，通过所述直流测试电路分别与可移动夹具10、第一电极电连接，直流测试电路中设置一个低电压值作为耐压的上限值，将隔膜平铺于第一电极上，推动可移动夹具10使第二电极与隔膜接触，适当时移动隔膜，从而能够对整个隔膜进行测试，测试过程中正常隔膜在低电压的上限值之下不被击穿，如果膜上有薄弱点，其耐压值低于上限值，隔膜会被击穿，直流测试电路检测并显示被击穿点的击穿电压值。该测试装置可测试大面积的隔膜、且能有效地测出隔膜是否存在薄弱点及薄弱点所在的位置及相应的击穿电压数值。

在本实施方式中，所述第一电极为电极板。

在本实施方式中，所述直流测试电路设置的电压上限值为0.5KV，漏电流为0.1～12mA。

通过在直流测试电路中设置0.5KV作为耐压的上限值，测试过程中正常隔膜在低电压下不被击穿，如果膜上有薄弱点，其耐压值低于0.5KV，隔膜会被击穿，直流测试电路检测到漏电电流蜂鸣器报警停止扫描，记录此时显示的电压值，并重新开始测试至隔膜全部扫描完毕以结束测试。

在其他实施方式中，可根据实际的需要去设置电压上限值，如 0.6KV、0.7KV、0.8KV或1.5KV等数值。

可选的，所述可移动夹具10中的第二电极的表面粗糙度Ra≤1.25。当可移动夹具10中的第二电极的表面粗糙度较大时，会使得可移动夹具10 中的第二电极与隔膜无法完全贴合，导致测量的击穿电压数值不准确。在本实施方式中，该第二电极的表面粗糙度Ra≤1.25，使得移动夹具中的第二电极与隔膜更加贴合，测量的击穿电压数值精确。

优选的，所述可移动夹具10的第二电极的表面粗糙度Ra≤0.7时测试效果最好。

可选的，所述电极板的长度为200～400mm，宽度为200～400mm，厚度为1～5mm。

可选的，所述电极板与所述可移动夹具10相对的一面的表面粗糙度 Ra≤1.25。

可选的，还包括驱动装置，所述可移动夹具10安装于所述驱动装置上。通过驱动装置驱动该可移动夹具10使第二电极与隔膜滑动接触至隔膜全部扫描完毕以结束测试。

可选的，所述第二电极材料为金属或导电橡胶。

可选的，所述可移动夹具10包括用作所述第二电极的导电棒20和连接至所述导电棒20的绝缘手柄40。

上述，可通过手持绝缘手柄40，推动导电棒20在隔膜上滑动从而对隔膜进行击穿电压值测试。选用圆形的导电棒20可以在隔膜上顺畅滑动，阻碍较小。

优选的，所述导电棒20为金属棒，选用金属棒具有导电性能好，便于测量精确的特点。

更优选的，所述导电棒20为橡胶棒，选用橡胶棒具有导电性能好，重量轻，便于测量精确的特点。

可选的，所述导电棒20的表面粗糙度Ra≤1.25。

优选的，所述导电棒20的表面粗糙度Ra≤0.7。

可选的，还包括支撑架，所述支撑架包括第一横杆31、第一连接柱 32、第二连接柱33及第二横杆，所述第一连接柱32的一端与所述第二连接柱33的一端分别安装于所述第一横杆31的两端，所述第一连接柱32 的另一端与所述第二连接柱33的另一端分别安装于所述第二横杆的两端，所述第一横杆31与所述第二横杆平行，所述第一横杆31与所述绝缘手柄40连接，所述导电棒20套设于所述第二横杆的外壁。

作为一种可实施方式，所述导电棒20相对所述第二横杆的外壁不可转动。

作为另一种可实施方式，所述导电棒20相对所述第二横杆的外壁可转动地连接。

上述，所述导电棒20可直接接触隔膜且易滚动，导电棒20滚动接触隔膜可以降低导电棒20与隔膜之间的摩擦力，降低隔膜受损几率，且测试的电压值更加精确。

可选的，所述绝缘手柄40与所述第一横杆31通过螺栓连接。在其他实施方式中，所述绝缘手柄40与所述第一横杆31可通过卡接或者定位销方式连接。

可选的，所述支撑架为金属支撑架，所述支撑架上设置有第一导线接口，所述直流测试电路的导线通过所述第一导线接口与所述导电棒20 连接。

可选的，所述电极板上设有第二导线接口，所述直流测试电路的导线通过所述第二导线接口与所述电极板连接。

可选的，所述可移动夹具10包括用作所述第二电极的导电板和连接至所述导电板的绝缘手柄40。

可选的，所述导电板的表面粗糙度Ra≤1.25。

一种电池隔膜击穿电压测试，包括如下步骤：

1.裁取一块隔膜；

2.设置直流测试电路的参数为：设置电压上限值为0.5KV，漏电流上限为0.1～12mA，电压上升时间为0.5s；

3.连接直流测试电路与第一电极；将隔膜平铺于第一电极上；

4.将可移动夹具10与直流测试电路相连；

5.将可移动夹具10轻轻放于隔膜上，开启直流测试电路开关，开始测试；

6.开始测试时，滑动可移动夹具10，扫过隔膜，适当时移动已测隔膜，至左向右，从下到上依次扫过整个隔膜；

7、当直流测试电路检测到漏电电流蜂鸣器报警时，停止扫描，记录此时显示的电压值，并重新开始测试至隔膜全部扫描完毕以结束测试。

实施例1

本实施例1采用电池隔膜击穿电压测试装置，包括直流测试电路、电极板与可移动夹具10，所述直流测试电路分别与所述可移动夹具10、所述电极板电连接。其中可移动夹具10为包括用作所述第二电极的导电棒 20和连接至所述导电棒20的绝缘手柄40，导电棒20采用导电性好，抗氧化性强的黄铜材料，用规格为300mm*300mm*2mm的电极板作为固定电极，表面粗糙度Ra＝1.2，直流测试电路的参数为：电压上限值为 0.5KV，漏电流上限为1mA，电压上升时间为0.5s。

本实施例对16μmPP材质的隔膜进行测试，具体操作步骤为：

1、裁取0.5m*10m隔膜；

2、连接直流测试电路与电极板，将隔膜平铺于电极板上；

3、将导电棒20与直流测试电路相连；

4、导电棒20轻轻放于隔膜上，开启直流测试电路开关，开始测试；

5、开始测试时，手持绝缘手柄40使导电棒20在隔膜上滑动，至左向右，从下到上依次扫过整个隔膜；

6、当直流测试电路检测到漏电电流蜂鸣器报警时，停止扫描，记录位置，并重新开始测试至隔膜全部扫描完毕以结束测试。

表1 16μmPP材质的隔膜面击穿电压点明细

设计图

一种电池隔膜击穿电压测试装置论文和设计

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