一种隔膜热收缩的测试装置及测试方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 112798641 A(43)申请公布日 2021.05.14

(21)申请号 202110227702.3(22)申请日 2021.03.01

(71)申请人 昆山宝创新能源科技有限公司

地址 215333 江苏省苏州市昆山开发区蓬

溪中路1号(72)发明人 周忠年　吕豪杰　齐士博　(74)专利代理机构 北京远智汇知识产权代理有

限公司 11659

代理人 林波(51)Int.Cl.

G01N 25/16(2006.01)G01N 25/00(2006.01)

权利要求书2页 说明书5页 附图1页

CN 112798641 A(54)发明名称

一种隔膜热收缩的测试装置及测试方法(57)摘要

公开了一种隔膜本发明属于电池技术领域，

热收缩的测试装置及测试方法，包括多根固定杆、多片正极片、多片负极片和固定组件。正极片设有多个正极片定位孔；负极片的数量与正极片的数量一致，负极片设有多个负极片定位孔，正极片定位孔的数量及负极片定位孔的数量均与固定杆的数量一致，负极片定位孔与正极片定位孔一一对应；正极片和负极片分别通过正极片定位孔和负极片定位孔依次套设在固定杆上；固定组件用于将正极片和负极片固定在固定杆上。将隔膜放置在相邻的正极片和负极片之间，通过固定组件使得隔膜受到预设夹持力，该预设夹持力能够精准地模拟出隔膜在电池实际使用过程中所受的夹持力，进而可以精准地测量出隔膜实际的热收缩。

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1.一种隔膜热收缩的测试装置，其特征在于，包括：固定杆(1)，所述固定杆(1)有多根；正极片(2)，所述正极片(2)有多片，每片所述正极片(2)均设有多个正极片定位孔，每片所述正极片(2)上所述正极片定位孔的数量与所述固定杆(1)的数量一致；

负极片(3)，所述负极片(3)有多片且所述负极片(3)的数量与所述正极片(2)的数量一致，每片所述负极片(3)均设有多个负极片定位孔，每片所述负极片(3)上所述负极片定位孔的数量与所述固定杆(1)的数量一致，每个所述负极片定位孔分别与每个所述正极片定位孔相对应；

多片所述正极片(2)和多片所述负极片(3)分别通过多个所述正极片定位孔和多个所述负极片定位孔依次套设在多根所述固定杆(1)上；

固定组件(4)，所述固定组件(4)用于将多片所述正极片(2)和多片所述负极片(3)固定在多根所述固定杆(1)上。

2.根据权利要求1所述的隔膜热收缩的测试装置，其特征在于，所述固定组件(4)包括底板(41)和多个固定环(42)，所述底板(41)固定多根所述固定杆(1)的底端，所述固定环(42)的数量与所述固定杆(1)的数量一致，多个所述固定环(42)分别与多根所述固定杆(1)可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的隔膜热收缩的测试装置，其特征在于，所述固定组件(4)包括多个上定位环和多个下定位环，所述上定位环的数量与所述固定杆(1)的数量一致，所述下定位环的数量与所述固定杆(1)的数量一致，多个所述上定位环与多根所述固定杆(1)可拆卸连接，多个所述下定位环与多根所述固定杆(1)可拆卸连接。

4.根据权利要求2所述的隔膜热收缩的测试装置，其特征在于，所述固定环(42)与所述固定杆(1)螺纹连接。

5.根据权利要求3所述的隔膜热收缩的测试装置，其特征在于，所述上定位环与所述固定杆(1)螺纹连接，所述下定位环与所述固定杆(1)螺纹连接。

6.根据权利要求2或3所述的隔膜热收缩的测试装置，其特征在于，所述正极片(2)和所述负极片(3)均呈长方形。

7.根据权利要求6所述的隔膜热收缩的测试装置，其特征在于，所述正极片定位孔有4个，其中两个所述正极片定位孔位于所述正极片(2)一个宽边的边缘，且关于所述正极片(2)宽边的中线对称，另两个所述正极片定位孔位于所述正极片(2)另一个宽边的边缘，且关于所述正极片(2)宽边的中线对称；

所述负极片定位孔有4个，其中两个所述负极片定位孔位于所述负极片(3)一个宽边的边缘，且关于所述负极片(3)宽边的中线对称，另两个所述负极片定位孔位于所述负极片(3)另一个宽边的边缘，且关于所述负极片(3)宽边的中线对称。

8.一种隔膜热收缩的测试方法，采用如权利要求1至7任一项所述的隔膜热收缩的测试装置，其特征在于，包括如下步骤：

S1：测量隔膜(5)的原始尺寸，包括长度L1和宽度W1；S2：通过固定组件(4)，以使所述隔膜(5)受到预设夹持力；S3：加热所述隔膜(5)；S4：测量所述隔膜(5)加热后的尺寸，包括长度L2和宽度W2，计算所述隔膜(5)的热收缩

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率，其中，所述隔膜的长度热收缩率通过以下公式获得：宽度热收缩率通过以下公式获得：

所述隔膜的

9.根据权利要求8所述的隔膜热收缩的测试方法，其特征在于，步骤S2具体包括如下步骤：

在相邻的正极片(2)和负极片(3)之间放置所述隔膜(5)；

通过所述固定组件(4)压紧所述正极片(2)和所述负极片(3)，以使所述隔膜(5)受到所述预设夹持力。

10.根据权利要求9所述的隔膜热收缩的测试方法，其特征在于，步骤S3具体包括如下步骤：

将所述隔膜(5)放置在烘箱内；

将所述烘箱内的温度调节至预设温度；所述隔膜(5)在所述烘箱内停留预设时间。

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一种隔膜热收缩的测试装置及测试方法

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技术领域

[0001]本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种隔膜热收缩的测试装置及测试方法。背景技术

[0002]锂离子电池内部短路是导致其热失控的主要原因，隔膜是锂电池的关键材料，能够把电池的正负极分隔开来,防止两极接触造成短路，所以隔膜的质量影响着电池的热安全稳定性。当进行高倍率充放电或在某些极端环境下，电池内部温度会升高，容易造成隔膜的尺寸收缩，导致正负极边缘直接接触短路。因此，为了保证电池的热安全稳定性，需要测试隔膜的热收缩。

[0003]现有测试隔膜热收缩的方法一般是裁剪特定尺寸的样品，将隔膜至于烘箱中并加热到指定温度，放置一定时间后取出隔膜，测量加热前后隔膜的尺寸以计算隔膜的热收缩。现有的测试方法检测的是隔膜在自由状态下的热收缩，然而，在电池的实际使用过程中，隔膜被正负极片夹持在中间，因此，现有测试隔膜热收缩的方法无法精准地测量隔膜实际的热收缩。

发明内容

[0004]本发明的目的在于提供一种隔膜热收缩的测试装置及测试方法，能够精准地测量隔膜实际的热收缩。[0005]为达此目的，一方面，本发明提供了一种隔膜热收缩的测试装置，包括：[0006]固定杆，所述固定杆有多根；[0007]正极片，所述正极片有多片，每片所述正极片均设有多个正极片定位孔，每片所述正极片上所述正极片定位孔的数量与所述固定杆的数量一致；[0008]负极片，所述负极片有多片且所述负极片的数量与所述正极片的数量一致，每片所述负极片均设有多个负极片定位孔，每片所述负极片上所述负极片定位孔的数量与所述固定杆的数量一致，每个所述负极片定位孔分别与每个所述正极片定位孔相对应；

[0009]多片所述正极片和多片所述负极片分别通过多个所述正极片定位孔和多个所述负极片定位孔依次套设在多根所述固定杆上；[0010]固定组件，所述固定组件用于将多片所述正极片和多片所述负极片固定在多根所述固定杆上。

[0011]作为优选，所述固定组件包括底板和多个固定环，所述底板固定多根所述固定杆的底端，所述固定环的数量与所述固定杆的数量一致，多个所述固定环分别与多根所述固定杆可拆卸连接。[0012]作为优选，所述固定组件包括多个上定位环和多个下定位环，所述上定位环的数量与所述固定杆的数量一致，所述下定位环的数量与所述固定杆的数量一致，多个所述上定位环与多根所述固定杆可拆卸连接，多个所述下定位环与多根所述固定杆可拆卸连接。[0013]作为优选，所述固定环与所述固定杆螺纹连接。

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作为优选，所述上定位环与所述固定杆螺纹连接，所述下定位环与所述固定杆螺

纹连接。

[0015]作为优选，所述正极片和所述负极片均呈长方形。[0016]作为优选，所述正极片定位孔有4个，其中两个所述正极片定位孔位于所述正极片一个宽边的边缘，且关于所述正极片宽边的中线对称，另两个所述正极片定位孔位于所述正极片另一个宽边的边缘，且关于所述正极片宽边的中线对称；[0017]所述负极片定位孔有4个，其中两个所述负极片定位孔位于所述负极片一个宽边的边缘，且关于所述负极片宽边的中线对称，另两个所述负极片定位孔位于所述负极片另一个宽边的边缘，且关于所述负极片宽边的中线对称。[0018]另一方面，本发明提供了一种隔膜热收缩的测试方法，采用上述的隔膜热收缩的测试装置，包括如下步骤：[0019]S1：测量隔膜的原始尺寸，包括长度L1和宽度W1；[0020]S2：通过固定组件，以使所述隔膜受到预设夹持力；[0021]S3：加热所述隔膜；[0022]S4：测量所述隔膜加热后的尺寸，包括长度L2和宽度W2，计算所述隔膜的热收缩率，其中，所述隔膜的长度热收缩率通过以下公式获得：宽度热收缩率通过以下公式获得：

[0023][0024][0025]

所述隔膜的

作为优选，步骤S2具体包括如下步骤：

在相邻的正极片和负极片之间放置所述隔膜；

通过所述固定组件压紧所述正极片和所述负极片，以使所述隔膜受到所述预设夹

持力。

作为优选，步骤S3具体包括如下步骤：

[0027]将所述隔膜放置在烘箱内；

[0028]将所述烘箱内的温度调节至预设温度；[0029]所述隔膜在所述烘箱内停留预设时间。[0030]本发明的有益效果：本发明提供的隔膜热收缩的测试装置及测试方法，通过将隔膜放置在相邻的正极片和负极片之间，并通过固定组件使得隔膜受到预设夹持力，该预设夹持力能够精准地模拟出隔膜在电池实际使用过程中所受的夹持力，进而可以精准地测量出隔膜实际的热收缩。该测试装置结构简单，易于操作。附图说明

[0031]图1是本发明隔膜热收缩的测试装置的示意图；[0032]图2是本发明隔膜热收缩的测试方法的流程图。[0033]图中：1、固定杆；2、正极片；3、负极片；4、固定组件；41、底板；42、固定环；5、隔膜。具体实施方式

[0034]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描

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述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。[0035]在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0036]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。[0037]在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。[0038]本发明提供的隔膜热收缩的测试装置及测试方法，能够精准地测量隔膜5实际的热收缩。下面以具体的实施例来阐述本发明上述的隔膜热收缩的测试装置及测试方法。[0039]如图1所示，本实施例提供的隔膜热收缩的测试装置，包括固定杆1、正极片2、负极片3及固定组件4。其中，固定杆1有多根，用于固定正极片2和负极片3；正极片2有多片，例如可以有3片，每片正极片2均设有多个正极片定位孔，每片正极片2上正极片定位孔的数量与固定杆1的数量一致；负极片3有多片且负极片3的数量与正极片2的数量一致，例如也有3片，每片负极片3均设有多个负极片定位孔，每片负极片3上负极片定位孔的数量与固定杆1的数量一致，且每个负极片定位孔分别与每个正极片定位孔相对应；多片正极片2和多片负极片3分别通过多个正极片定位孔和多个负极片定位孔依次套设在多根固定杆1上，可以将隔膜55放置在相邻的正极片2和负极片3之间；固定组件4用于将多片正极片2和多片负极片3固定在多根固定杆1上，使得隔膜5受到预设夹持力，该预设夹持力能够精准地模拟出隔膜5在电池实际使用过程中所受的夹持力，进而可以精准地测量出隔膜5实际的热收缩。该测试装置结构简单，易于操作。[0040]本实施例中，正极片2和负极片3可以均呈长方形，便于测试装置的制作。优选地，正极片定位孔可以有4个，其中两个正极片定位孔位于正极片2一个宽边的边缘，且关于正极片2宽边的中线对称，另两个正极片定位孔位于正极片2另一个宽边的边缘，且关于正极片2宽边的中线对称。进一步地，负极片定位孔也有4个，其中两个负极片定位孔位于负极片3一个宽边的边缘，且关于负极片3宽边的中线对称，另两个负极片定位孔位于负极片3另一个宽边的边缘，且关于负极片3宽边的中线对称。通过上述正极片定位孔和负极片定位孔的布置方式，在保证对隔膜5施加均匀的夹持力的同时，能够减少正极片定位孔和负极片定位孔的数量，进而便于测试装置的制作。[0041]作为优选地技术方案，正极片定位孔和负极片定位孔可以均通过冲孔器冲孔形

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成，便于操作。

[0042]本实施例中，固定组件4包括底板41和多个固定环42，底板41固定多根固定杆1的底端，例如固定杆1与底板41可以通过焊接固定，便于操作。固定环42的数量与固定杆1的数量一致，多个固定环42分别与多根固定杆1可拆卸连接，例如固定环42与固定杆1可以螺纹连接，便于固定环42的拆装，方便从固定杆1上取下正极片2和负极片3。[0043]在其他的实施例中，固定组件4可以包括多个上定位环和多个下定位环(图中未示出)，上定位环的数量与固定杆1的数量一致，下定位环的数量与固定杆1的数量一致。多个上定位环与多根固定杆1可拆卸连接，例如上定位环与固定杆1可以螺纹连接，多个下定位环与多根固定杆1可拆卸连接，例如下定位环与固定杆1也可以螺纹连接，便于从固定杆1的两端取下正极片2和负极片3，提高测试效率。[0044]优选地，本实施例的隔膜热收缩的测试装置还包括烘箱(图中未示出)，便于加热隔膜5，测试隔膜5在预设温度下的热收缩。

[0045]本实施例提供的隔膜热收缩的测试方法，采用上述的隔膜热收缩的测试装置，如图2所示，具体包括如下步骤：[0046]S1：测量隔膜5的原始尺寸。[0047]在本步骤中，测量隔膜5在加热前的原始尺寸，包括长度L1和宽度W1。[0048]S2：通过固定组件4，以使隔膜5受到预设夹持力。[0049]本步骤中，需要在相邻的正极片2和负极片3之间放置隔膜5。具体地，如图1所示，按照负极片3‑隔膜5‑正极片2‑隔膜5‑负极片3的顺序依次重复叠放，并使正极片2处于最顶层，然后多片正极片2和多片负极片3分别通过多个正极片定位孔和多个负极片定位孔依次套设在多根固定杆1上。[0050]进一步地，通过固定组件4压紧固定正极片2和负极片3，以使隔膜5受到预设夹持力。

[0051]S3：加热隔膜5。[0052]在本步骤中，将隔膜5放置在烘箱内，具体地，将步骤S2中放置好隔膜5的固定杆1和固定组件4放置在烘箱内。进一步地，将烘箱内的温度调节至预设温度，使得隔膜5在预设温度下进行热收缩。更进一步地，隔膜5在烘箱内停留预设时间，能够使隔膜5进行充分地热收缩，保证测量的精准度。[0053]S4：测量隔膜5加热后的尺寸，计算隔膜5的热收缩率。[0054]在本步骤中，测量多片隔膜5在加热后的尺寸，包括长度L2和宽度W2，计算多片隔膜5的热收缩率并取平均值。具体地，隔膜5的长度热收缩率的计算公式为：

隔膜5的宽度热收缩率的计算公式为：

本实施例中，以下列各参数来进一步阐述本发明的上述隔膜热收缩的测试方法。[0056]示例性地，正极片2有3片，正极片2的长度为120mm，宽度为100mm，负极片3有3片，负极片3的长度为120mm，宽度为100mm，隔膜5有5片，隔膜5在加热前的长度L1为100mm，宽度W1为100mm。进一步地，预设温度设计为90℃，预设时间设计为2小时。测量每片隔膜5在加热后的尺寸并计算长度热收缩率和宽度热收缩率，5片隔膜5的长度热收缩率分别为0.38％、0.40％、0.42％、0.52％、0.55％，5片隔膜5长度热收缩率的平均值为0.45％，5片隔膜5的宽

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度热收缩率分别为0.25％、0.45％、0.36％、0.44％、0.52％，5片隔膜5宽度热收缩率的平均值为0.40％。

[0057]示例性地，正极片2有3片，正极片2的长度为120mm，宽度为100mm，负极片3有3片，负极片3的长度为120mm，宽度为100mm，隔膜5有5片，隔膜5在加热前的长度L1为100mm，宽度W1为100mm。进一步地，预设温度设计为110℃，预设时间设计为1小时。测量每片隔膜5在加热后的尺寸并计算长度热收缩率和宽度热收缩率，5片隔膜5的长度热收缩率分别为0.81％、0.52％、0.65％、0.85％、0.90％，5片隔膜5长度热收缩率的平均值为0.75％，5片隔膜5的宽度热收缩率分别为0.70％、0.62％、0.80％、0.70％、1.00％，5片隔膜5宽度热收缩率的平均值为0.76％。[0058]示例性地，正极片2有3片，正极片2的长度为120mm，宽度为100mm，负极片3有3片，负极片3的长度为120mm，宽度为100mm，隔膜5有5片，隔膜5在加热前的长度L1为100mm，宽度W1为100mm。进一步地，预设温度设计为130℃，预设时间设计为0.5小时。测量每片隔膜5在加热后的尺寸并计算长度热收缩率和宽度热收缩率，5片隔膜5的长度热收缩率分别为1.22％、1.33％、1.10％、1.10％、1.43％，5片隔膜5长度热收缩率的平均值为1.24％，5片隔膜5的宽度热收缩率分别为1.44％、1.88％、1.14％、1.29％、1.67％，5片隔膜5宽度热收缩率的平均值为1.48％。

[0059]通过上述实施方式可以看出，本实施例提供的隔膜热收缩的测试装置及测试方法，通过将隔膜5放置在相邻的正极片2和负极片3之间，并通过固定组件4使得隔膜5受到预设夹持力，该预设夹持力能够精准地模拟出隔膜5在电池实际使用过程中所受的夹持力，进而可以精准地测量出隔膜5实际的热收缩。该测试装置结构简单，易于操作。[0060]显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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图2

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