一种用于电池隔膜电导率测试的装置和方法制造方法及图纸

本申请公开了一种用于电池隔膜电导率测试的装置和方法。本申请的装置，包括电导池壳体、电导池盖、隔膜夹具和电导率仪；电导池壳体呈一端开口圆柱桶形，底部内表面具有第一圆形电导电极片，外表面具有与第一圆形电导电极片电连接的第一电极外接口；两个电极外接口用于连接电导率仪；电导池盖可拆卸的插入固定于电导池壳体开口端，内表面具有第二圆形电导电极片，外表面具有与第二圆形电导电极片电连接的第二电极外接口；电导池壳体侧壁分别开设有真空阀口和注液阀口；隔膜夹具为互扣式圆环结构，隔膜夹具外径与电导池壳体内径适应，与两个电导电极片平行且中心同轴。本申请的装置，结构简单，操作容易，能准确方便测得隔膜的电导率和电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电池隔膜电导率测试的装置和方法
本申请涉及锂离子电池隔膜测试设备领域，特别是涉及一种用于电池隔膜电导率测试的装置和方法。
技术介绍
近年来，新能源的发展引人注目，特别是锂离子电池的高速发展，成为新能源行业中人们关注的焦点。锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液四大关键材料组成，隔膜位于正负极之间，起到隔离作用，防止正负极直接接触短路，有允许离子导通和防止电子导通的微孔结构；隔膜的微孔结构制约着锂离子的离子传导速率，进而直接影响锂离子电池的性能。因此，隔膜离子电导率成为衡量隔膜性能的重要指标之一。现有测试方法中，比较准确的测量方法是测量隔膜的面电阻，以此表征隔膜电导率。具体的，将待测试隔膜冲压成合适大小的样品片，并在密封环境下用锂离子电解液浸泡待测试隔膜；待测试隔膜充分浸润后，将其夹紧于两电极板之间，并将两电极板置于锂离子电解液中；测试两电极板之间的电阻值，将该电阻值描在横坐标为隔膜层数、纵坐标为电阻值的坐标系对应位置上；叠加两层待测试隔膜测试电阻值，并将所得电阻值描在坐标系对应位置上；按照上述步骤每次叠加一层待测试隔膜进行测试，且至少测试四层待测试隔膜叠加的电阻值，并分别将所有测得电阻值描在坐标系对应位置上；计算坐标系上所有离散点的线性拟合度及斜率，若所有离散点的线性拟合度大于0.999，则将其斜率代入公式R’＝k×S中，其中k为斜率，S为较小夹持面的面积，若两夹持面大小相同，则S为任一夹持面的面积，R’即为计算所得的隔膜面电阻。通过面电阻可以进一步的计算出电导率，或者直接用面电阻表征离子传导速率。以上方法，操作较为复杂，需要分别测试至少四层隔膜的电阻值，通过一层、两层、三层和四层的电阻值才能较好拟合出线性曲线，计算所得隔膜面电阻；测试次数较多，操作过程复杂，测试耗时长，测试效率较低；而且测试四次或更多次，需要隔膜样品量较多，所求结果也是多块样品隔膜面电阻的平均值。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种新的用于电池隔膜电导率测试的装置和方法。为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：本申请的一方面公开了一种用于电池隔膜电导率测试的装置，该装置包括电导池壳体1、电导池盖2、隔膜夹具4和电导率仪5；电导池壳体1呈一端开口的圆柱桶形结构，电导池壳体1内，其底端具有第一圆形电导电极片11，电导池壳体1底部的外表面具有第一电极外接口111，第一电极外接口111与第一圆形电导电极片11导线连接；电导池盖2可拆卸的固定于电导池壳体1的开口端，电导池盖2插入电导池壳体1内与之形成相对封闭的空腔，电导池盖2的内表面具有第二圆形电导电极片21，电导池盖2的外表面具有与第二圆形电导电极片21导线连接的第二电极外接口211；电导池盖2固定于电导池壳体1内时，第一圆形电导电极片11与第二圆形电导电极片21相互平行，两者中心在同一轴线上；电导池壳体1的侧壁上分别开设有将电导池壳体1内部空腔与外界连通的真空阀口12和注液阀口13，真空阀口12用于连接抽真空组件，注液阀口13用于连接电解质溶液注射组件；电导率仪5使用时通过两条导线31和32分别与第一电极外接口111和第二电极外接口211电连接；隔膜夹具4为互扣式圆环结构，隔膜夹具4的外径与电导池壳体1的内径相适应，隔膜夹具4的内径大于或等于第一圆形电导电极片11和第二圆形电导电极片21中面积较大者；并且，使用时，隔膜夹具4与第一圆形电导电极片11和第二圆形电导电极片21相互平行，且三者的中心在同一轴线上。其中，隔膜夹具4的外径与电导池壳体1的内径相适应，是指使用时，隔膜夹具4放入电导池壳体1刚好能滑动，并且允许电解质溶液由两者空隙流过。可以理解，隔膜夹具4只有在使用时才需要放入电导池壳体1中，同样的，只有在使用时才需要与电导率仪5连通。需要说明的是，本申请的电池隔膜电导率测试装置，特别针对电池隔膜的电导率测试而设计，采用本申请的装置，按照本申请设计的特殊测试方法，可以很简单的得到电池隔膜的电导率，无需进行线性拟合，也无需分别对多层隔膜进行逐层叠加测试。优选的，第一圆形电导电极片11与第二圆形电导电极片21之间距离为0.50mm～5.00mm，优选为0.50mm～1.00mm。需要说明的是，第一圆形电导电极片11与第二圆形电导电极片21之间距离主要考虑的因素是电导率测试装置的可制造性和测量准确性，两个电导电极片的距离越大越容易制造，但是，其距离越大，电池隔膜的测量结果误差越大。因此，本申请限定第一圆形电导电极片11与第二圆形电导电极片21之间距离为0.50mm～5.00mm，并且，优选为0.50mm～1.00mm的测量准确性更高。优选的，第一圆形电导电极片11与第二圆形电导电极片21之间距离通过设置在电导池壳体1内侧壁上的定位块14固定。优选的，隔膜夹具4的内径大于第一圆形电导电极片11和第二圆形电导电极片21。需要说明的是，隔膜夹具4的内径大于第一圆形电导电极片11或第二圆形电导电极片21，其目的就是，使得待测隔膜的面积大于两个电导电极片，因为测试的时候，是按照两个电导电极片对应的待测隔膜面积计算的，待测隔膜的面积大于两个电导电极片可以避免待测隔膜边缘不整齐或不平整对测试结果造成影响。隔膜面积大于两个电导电极面积，能够保障有效的导电隔膜面积等于电导电极面积，方便以后计算；否则待测隔膜边缘不整齐或不平整对测试结果造成影响。优选的，第一圆形电导电极片11和第二圆形电导电极片21的表面为抛光表面；电导池盖2和电导池壳体1采用细牙螺纹互相配合旋紧和旋开。需要说明的是，两个电导电极片表面为抛光表面，其目的是为了避免表面粗糙影响测试结果。优选的，电导池壳体1由透明材料制备，透明材料优选为PET、PP、PVC、PC、PS和ABS中的至少一种。需要说明的是，采用透明材料制备电导池壳体1或其它组件，目的是为了方便目测观察电导池壳体1内部的情况。优选的，第一圆形电导电极片11和第二圆形电导电极片21都是铂黑电极片。需要说明的是，铂黑电极是本领域常规使用的电极，可以理解，在一些特殊使用需求中，不排除可以采用其它材质的电导电极片。本申请的另一面公开了一种用于电池隔膜电导率测试的方法，包括采用本申请的装置分别测试空白电解质溶液的离子电导率K1和含待测隔膜的电解质溶液的离子电导率K2，并按照公式一计算待测隔膜的电导率；公式一K隔膜＝d×K1×K2/(L×(K1-K2))式中，K隔膜为待测隔膜的电导率，d为待测隔膜的厚度，L为第一圆形电导电极片11与第二圆形电导电极片21之间的距离，K1为空白电解质溶液的离子电导率，K2为含待测隔膜的电解质溶液的离子电导率。需要说明的是，本申请的公式一实际上是按照离子电导率计算公式K＝Q/R推导而来的，其中K为离子电导率、Q为电导电极常数，R为电阻。具体推导过程如下：空白电解质溶液的离子电导率K1＝Q/R1，R1为空白电解质溶液电阻；含待测隔膜的电解质溶液的离子电导率K2＝Q/R2，R2为含待测隔膜的电解质溶液的电阻；待测隔膜的电导率K隔膜＝Q隔膜/R隔膜，Q隔膜为隔膜电导电极常数，R隔膜为隔膜电阻；而含待测隔膜的电解质溶液的电阻等于空白电解质溶液的电阻加上隔膜电阻，即R2＝R1+R隔膜，从而推导出R隔膜＝R2-R1；将离子电导率的公式带入其中，即得到如下公式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电池隔膜电导率测试的装置，其特征在于：包括电导池壳体(1)、电导池盖(2)、隔膜夹具(4)和电导率仪(5)；所述电导池壳体(1)呈一端开口的圆柱桶形结构，电导池壳体(1)内，其底端具有第一圆形电导电极片(11)，电导池壳体(1)底部的外表面具有第一电极外接口(111)，第一电极外接口(111)与第一圆形电导电极片(11)导线连接；所述电导池盖(2)可拆卸的固定于所述电导池壳体(1)的开口端，电导池盖(2)插入电导池壳体(1)内与之形成相对封闭的空腔，所述电导池盖(2)的内表面具有第二圆形电导电极片(21)，电导池盖(2)的外表面具有与所述第二圆形电导电极片(21)导线连接的第二电极外接口(211)；电导池盖(2)固定于电导池壳体(1)内时，第一圆形电导电极片(11)与第二圆形电导电极片(21)相互平行，两者中心在同一轴线上；所述电导池壳体(1)的侧壁上分别开设有将电导池壳体(1)内部空腔与外界连通的真空阀口(12)和注液阀口(13)，所述真空阀口(12)用于连接抽真空组件，所述注液阀口(13)用于连接电解质溶液注射组件；所述电导率仪(5)，使用时通过两条导线(31和32)分别与所述第一电极外接口(111)和所述第二电极外接口(211)电连接；所述隔膜夹具(4)为互扣式圆环结构，隔膜夹具(4)的外径与所述电导池壳体(1)的内径相适应，隔膜夹具(4)的内径大于或等于所述第一圆形电导电极片(11)和所述第二圆形电导电极片(21)中面积较大者；并且，使用时，隔膜夹具(4)与第一圆形电导电极片(11)和第二圆形电导电极片(21)相互平行，且三者的中心在同一轴线上。...

【技术特征摘要】
1.一种用于电池隔膜电导率测试的装置，其特征在于：包括电导池壳体(1)、电导池盖(2)、隔膜夹具(4)和电导率仪(5)；所述电导池壳体(1)呈一端开口的圆柱桶形结构，电导池壳体(1)内，其底端具有第一圆形电导电极片(11)，电导池壳体(1)底部的外表面具有第一电极外接口(111)，第一电极外接口(111)与第一圆形电导电极片(11)导线连接；所述电导池盖(2)可拆卸的固定于所述电导池壳体(1)的开口端，电导池盖(2)插入电导池壳体(1)内与之形成相对封闭的空腔，所述电导池盖(2)的内表面具有第二圆形电导电极片(21)，电导池盖(2)的外表面具有与所述第二圆形电导电极片(21)导线连接的第二电极外接口(211)；电导池盖(2)固定于电导池壳体(1)内时，第一圆形电导电极片(11)与第二圆形电导电极片(21)相互平行，两者中心在同一轴线上；所述电导池壳体(1)的侧壁上分别开设有将电导池壳体(1)内部空腔与外界连通的真空阀口(12)和注液阀口(13)，所述真空阀口(12)用于连接抽真空组件，所述注液阀口(13)用于连接电解质溶液注射组件；所述电导率仪(5)，使用时通过两条导线(31和32)分别与所述第一电极外接口(111)和所述第二电极外接口(211)电连接；所述隔膜夹具(4)为互扣式圆环结构，隔膜夹具(4)的外径与所述电导池壳体(1)的内径相适应，隔膜夹具(4)的内径大于或等于所述第一圆形电导电极片(11)和所述第二圆形电导电极片(21)中面积较大者；并且，使用时，隔膜夹具(4)与第一圆形电导电极片(11)和第二圆形电导电极片(21)相互平行，且三者的中心在同一轴线上。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一圆形电导电极片(11)与所述第二圆形电导电极片(21)之间距离为0.50mm～5.00mm，优选0.50mm～1.00mm。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一圆形电导电极片(11)与所述第二圆形电导电极片(21)之间距离通过设置在所述电导池壳体(1)内侧壁上的定位块(14)固定。4.根据权利要求1-3所述的装置，其特征在于：所述隔膜夹具(4)的内径大于第一圆形电导电极片(11)和第二圆形电导电极片(21)。5.根据权利要求1-3所述的装置，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑鹏，吴晓丹，张辉，樊孝红，王哲，
申请(专利权)人：深圳中兴创新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44