[发明专利]一种基于压力控制的锂电池隔膜温度测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种基于压力控制的锂电池隔膜温度测试装置及测试方法，属于锂电池隔膜测试技术领域，其特征是，装样装置包括夹持于隔膜样品上下表面的上微孔板和下微孔板、叠放于于上微孔板上表面的上测试底板、置于下微孔板下表面的下测试底板；加热装置包括：能够容纳装样装置的电加热套、用于控制电加热套工作状态的加热控制器；透气度装置包括透气度仪；透气度仪通过连通管分别与上测试底板的上表面、下测试底板的下表面紧密接触；压力装置包括自上而下向上测试底板施加压力的竖直运动机构、获取上测试底板上表面受力信息的压力传感器。本发明操作方便、能模拟电池受力，测试不同压力条件下的闭孔温度和破膜温度，隔膜透气度值随温度同步变化。

技术领域

本发明属于锂电池隔膜测试技术领域，具体涉及一种基于压力控制的锂电池隔膜温度测试装置及测试方法。

背景技术

锂电池主要由正负极、隔膜、电解质等部分组成。其中隔膜的主要作用是将正极和负极分开，阻止电子通过，从而避免发生短路，但是其微孔结构又允许离子通过，使电池可以形成回路进行充放电。

随着动力电池市场的不断扩大，对动力电池的安全性能提出了越来越高的要求。其中作为锂电池的关键材料之一的隔膜，对锂电池的安全性能起着重要作用。闭孔温度和破膜温度是隔膜的重要特征，是电池保障安全性的重要指标。

闭孔温度是隔膜微孔闭合时的温度。当电池在滥用条件下(如内部短路、过充、外部短路等)，会触发产热机制从而产生大量的热，导致电池内部升温，隔膜受热而微孔收缩，当达到特定温度(隔膜闭孔温度)时，微孔完全闭合，切断锂离子的传输，阻止电池继续放电，避免电池热失控的发生。

破膜温度是隔膜破裂时的温度。如果电池内部升温无法抑制，温度持续上升时，当达到特定温度(隔膜破膜温度)时，隔膜破裂，结构破坏，产生大的孔结构，导致正负极直接接触而短路，电池出现急剧放热。隔膜破裂后，电池存在发生起火爆炸的危险。

目前测试隔膜闭孔温度和破膜温度的方法有电导率突变法、电阻突变法、压力突变法等。

电阻突变法是模拟电池工作，在升温的条件下测试电池的电阻，在温度升高过程中，测定浸在电解液中隔膜两侧的电阻突变点。当电阻瞬间升高时所对应的温度即是隔膜闭孔温度，再次降低时即为破膜温度。电阻突变的方法需将隔膜浸润电解液，高温会使电解液挥发、分解从而影响实验结果。而且目前随着各种涂层隔膜的技术发展，相应的破膜温度越来越高，难以获得对应的耐高温电解液。

压力法，虽然避免了电解液的使用，但需隔一定时间注入气体，操作繁琐。

现有技术不能模拟隔膜在电池中的受力情况，无法进行压力条件下的测试。

发明内容

本发明为了解决背景技术中的问题，提供一种基于压力控制的锂电池隔膜温度测试装置及测试方法。

本发明的第一目的是提供一种基于压力控制的锂电池隔膜温度测试装置，至少包括：

装样装置，所述装样装置包括：夹持于隔膜样品上下表面的上微孔板和下微孔板、叠放于于上微孔板上表面的上测试底板、置于下微孔板下表面的下测试底板；

用于对隔膜样品进行加热的加热装置，所述加热装置包括：能够容纳装样装置的电加热套、用于控制电加热套工作状态的加热控制器；

用于对隔膜样品进行受压测试的透气度装置，所述透气度装置包括透气度仪；所述透气度仪通过连通管分别与上测试底板的上表面、下测试底板的下表面紧密接触；

用于对隔膜样品进行施压和压力检测的压力装置，所述压力装置包括自上而下向上测试底板施加压力的竖直运动机构、获取上测试底板上表面受力信息的压力传感器。

优选地，所述竖直运动机构包括两根竖直方向上固定杆、位于两根固定杆之间的横梁，所述横梁的两端通过滑动件与固定杆连接。