[发明专利]锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法及装置

说明书

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闭孔温度和破膜温度的测试方法及装置。

背景技术

锂离子电池中设置于其正、负极间的隔膜的作用是将正、负极隔离防止电子通过，但允许离子通过，当锂离子电池发生异常时隔膜能够阻止离子通过，使电池反应停止，提高电池的安全性，因此隔膜的性能对锂离子电池的综合性能起到非常重要的作用。

由于锂离子电池中的隔膜有无数微孔，其安全性是隔膜在应用时首先考虑的问题。当锂离子电池短路时生成的热量使其温度升高，隔膜受热后收缩孔径变小以至微孔闭塞，会切断电流通过锂离子电池的回路，阻止离子通过，阻止其内部温度升高，制止火灾事故的发生，从而达到安全防护的目的；当锂离子电池中的温度继续升高，由于隔膜熔化，粘度降低，达到某一温度时隔膜会破裂，若隔膜破裂太早，正、负极会直接接触，这是非常危险的，因此在隔膜的微孔闭塞温度即闭孔温度以上使隔膜保持其形状是非常必要的，且隔膜破裂温度即破膜温度越高，阻止离子通过的时间就越长，锂离子电池的安全性就越高。因此隔膜的闭孔温度与破膜温度对锂离子电池的安全性起到非常重要的作用。

目前，不同种类、不同规格系列的隔膜性能各不相同，但隔膜供应商也未提供出隔膜的安全使用的温度范围，很多使用厂家也不能对此进行有效的测试，因此，使锂离子电池制作中隔膜的选用仍处于盲目状态，存在很大安全隐患。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的是提供一种锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法及测试装置，从而可实现方便快捷地测试出锂离子电池隔膜的闭孔温度和破膜温度，为各种锂离子电池制作时选用合适类型的隔膜提供依据和安全保证。

本发明的设计思想是：基于锂离子电池中的隔膜特性，即隔膜将锂离子电池中的正、负极隔离防止电子通过，但允许离子通过，由于锂离子电池中的隔膜有无数微孔，当电池短路时生成的热量使电池的温度升高，隔膜受热收缩孔径变小以至微孔闭塞，此时，电池电阻急速上升，切断电流通过电池的回路，阻止离子通过，由此阻止锂离子电池内部温度升高；当温度继续升高时，隔膜熔化粘度降低，达到某一温度隔膜则会破裂，当隔膜破裂后，正、负极会直接接触，电阻又急速降低，电池短路。根据隔膜的这种特性，本发明通过模拟实际温度升高环境，同时对应不同温度测试锂离子电池电阻值，获得其温度-电阻特性曲线，从中找出隔膜微孔闭塞的闭孔温度和隔膜破裂的破膜温度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法，其特征是包括如下步骤：

(1)制作测试电池：选用扣式电池制作测试用电池，首先在注入电解液的电池壳的带绝缘层端口罩盖直径大于电池壳端口的测试隔膜，然后扣合电池盖并封口，确保测试隔膜将电池壳、电池盖分隔成两个独立室，在扣式电池的电池壳和电池盖上分别焊接极耳作为电极引出线，所述测试隔膜由隔膜试样截取；

(2)加热升温：将测试电池放入温度由30℃升至200℃、升温速率为5℃/min的环境中加热升温；

(3)记录数据：在加热温度达115℃～125℃时，每间隔5sec记录一次测试电池的温度值及与该温度值对应的电阻值，此过程中，电阻值先升高后降低，直至电阻值每5sec降低量小于1Ω时，终止测试；

(4)数据处理：依步骤(3)记录的数据绘制所述测试电池的温度-电阻曲线，并计算每间隔5sec测试电池电阻值的升高或降低量，所述电阻值升高量第一次超过50Ω时对应的温度值为所述测试电池的测试隔膜的单次检测的闭孔温度；电阻值降低量第一次超过50Ω时对应的温度值为测试电池隔膜的单次检测的破膜温度；

(5)测试结果计算：同一种隔膜试样进行至少两次有效测量，并将各次测量得到的闭孔温度值及破膜温度值取平均值作为所述隔膜试样的测试结果；当其中任意两次测试的温度差值超过5℃时为无效测量，应重新测试。

一种实现上述锂离子电池隔膜闭孔温度和破膜温度的测试方法的测试装置，其特征是包括用于加热所述测试电池的烘箱、用于测量测试电池电阻的交流电阻测试仪及用于测量测试电池温度的热电偶，所述交流电阻测试仪与所述测试电池的极耳连接，所述热电偶与所述测试电池接触连接。

本发明的有益效果是：利用本发明，可方便快捷地测试出不同种类、不同系列规格的隔膜的闭孔温度及破膜温度，使各种锂离子电池在制作时选用合适类型的隔膜成为可能，延长产品使用寿命，并为锂离子电池的安全使用提供保证。

附图说明

图1是测试电池的结构示意图；