一种优化压缩模量测试方法技术

本发明专利技术公开一种优化压缩模量测试方法，在对压缩模量进行测量前，先将测试设备进行空样运行，得到垫片的压力

【技术实现步骤摘要】
一种优化压缩模量测试方法


[0001]本专利技术涉及电池极片质量检测
，特别是指一种优化压缩模量测试方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池在充放电过程中，随着锂离子在负极的嵌入和脱出，会使电芯发生膨胀和收缩，电极材料的尺寸也会随着充放电发生变化。过大的膨胀会造成材料变形或破碎，严重影响电芯性能。因此，准确有效的评估材料的力学性能，测量材料的压缩模量，可以用于评估生产材料是否满足工艺要求，来保持电池质量的可靠性与一致性。
[0003]现有技术中，直接使用力学设备直接进行加压卸压的操作，计算压缩模量，但是没有考虑设备的误差，精度并不高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种优化压缩模量测试方法，对误差进行补偿消除，提高测量精度。
[0005]为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种优化压缩模量测试方法，包括以下步骤：步骤一、准备与待测样品面积大小一样的垫片置于测试设备上；步骤二、先将测试设备空样运行加压卸压实验，并记录空样运行时垫片的厚度变化量，画出垫片的压力
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厚度变化量曲线；步骤三：将待测样品放在垫片上，进行加压卸压实验，设置与空样运行时相同的设备参数，开始测量，记录下待测样品的厚度变化量，画出待测样品的压力
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厚度变化量曲线；步骤四：将在同一压力下的待测样品的厚度变化量减去垫片的厚度变化量得出补偿后的厚度变化量，得到补偿后的压力
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厚度变化量曲线，再通过补偿后的压力
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厚度变化量曲线计算得出待测样品的压缩模量。
[0006]所述步骤三中，设备参数包括加载的最大压力值、环境温度湿度。
[0007]采用上述技术方案后，本专利技术在对压缩模量进行测量前，先进行空样运行，得到垫片本身的压力
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厚度变化量曲线，并用在带待测样品测试时进行压缩模量补偿，这样就减小设备（即垫片）的固有形变量对测试结果的影响，得出补偿后精确的待测样品的压力
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厚度变化量曲线，从而提高测量得到的压缩模量的精度。
附图说明
[0008]图1为本专利技术具体实施例的补偿前与补偿后压力
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厚度变化量曲线对比图。
具体实施方式
[0009]为了进一步解释本专利技术的技术方案，下面通过具体实施例来对本专利技术进行详细阐述。
[0010]样品压缩时，测量设备上的垫片会受到压力发生弹性形变，这会影响样品的压缩模量的检测，使测量出来的电芯厚度变化量偏大。所以可以提前对垫片进行测试，用作误差的补偿消除，使得设备（即垫片）的固有形变量不会影响到待测样品的测量，保证得到的所有形变量贡献完全来自待测样品本身，提高了测量精度。
[0011]准备与待测样品面积大小一样的垫片。该垫片与待测样品面积一样，能确保空样测试时垫片受到的压强与带待测样品测试时垫片受到的压强一样。测量过程中将待测样品置于垫片上进行压缩模量测量，受到压力时待测样品与垫片会同时进行形变，不同的是待测样品可能会发生塑性形变，压缩是不可重复的，而垫片发生的是弹性形变，压缩具有可重复性。所以可以先单独对垫片进行垫片固有形变量的测试。
[0012]本专利技术为一种优化压缩模量测试方法，包括以下步骤：步骤一、准备与待测样品面积大小一样的垫片置于测试设备上。
[0013]步骤二、先对测试设备进行补偿测量，将测试设备空样运行加压卸压实验，并记录空样运行时垫片的厚度变化量，画出垫片的压力
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厚度变化量曲线，也即可用作补偿的设备的固有形变量。空样运行时，测试设备的相关参数应保持与带待测样品测试时一致，其中相关参数包括加载的最大压力值、环境温度湿度。
[0014]步骤三：将待测样品放在垫片上，进行加压卸压实验，设置与空样运行时相同的最大压力值，开始测量，确保加压到最大压力值后进行卸压，记录下待测样品的厚度变化量，画出待测样品的压力
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厚度变化量曲线。
[0015]步骤四：利用垫片的压力
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厚度变化量曲线对待测样品的压力
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厚度变化量曲线进行补偿消除：将在同一压力下的待测样品的厚度变化量减去垫片的厚度变化量得出补偿后的厚度变化量，得到补偿后的压力
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厚度变化量曲线，再通过补偿后的压力
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厚度变化量曲线计算得出待测样品的压缩模量。
[0016]画出补偿前与补偿后压力
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厚度变化量曲线进行对比，如图1所示，补偿前的压力
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厚度变化量曲线由于受到设备（即垫片）的固有形变量影响，总体厚度变化量偏大，对压缩模量的测量造成了误差。
[0017]在测试过程中，随着加载的压力不断增大，待测样品（即电芯）被压缩，其厚度变化量不断增加。当压力达到最大值时，厚度变化量亦达到最大值，即最大压痕深度，随后卸压，待测样品的厚度最终回到一固定值，得到残留压痕深度，也就是待测样品的永久塑性变形，厚度回弹量就是弹性形变量，也即弹性模量。不考虑待测样品的材料特性，压缩模量与弹性模量的含义完全一致，可通过计算测得待测样品的压缩模量。
[0018]通过上述方案，本专利技术在对压缩模量进行测量前，先进行空样运行，得到垫片本身的压力
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厚度变化量曲线，并用在实际样品测试时进行压缩模量补偿，这样就减小设备（即垫片）的固有形变量对测试结果的影响，得出补偿后精确的待测样品的压力
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厚度变化量曲线，从而提高测量得到的压缩模量的精度。在实际应用中，本专利技术能够以更高的测量精度实现准确了解电芯材料的压缩模量，方便评估电芯材料的力学特性，防止材料在电芯膨胀的过程中变形，也可以指导工艺选材，节约研发和生产成本，又加快了研发速度，缩短产品开发周期；此外，可以为仿真提供一个参考数值，通过模拟仿真来评估模块设计的结构强度是否满足要求，对于提高开发效率和质量具有重要意义，这在电池产品设计阶段起着非常重要的作用。
[0019]上述实施例和图式并非限定本专利技术的产品形态和式样，任何所属
的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本专利技术的专利范畴。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种优化压缩模量测试方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、准备与待测样品面积大小一样的垫片置于测试设备上；步骤二、先将测试设备空样运行加压卸压实验，并记录空样运行时垫片的厚度变化量，画出垫片的压力
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厚度变化量曲线；步骤三：将待测样品放在垫片上，进行加压卸压实验，设置与空样运行时相同的设备参数，开始测量，记录下待测样品的厚度变化量，画出待测样品的压力
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【专利技术属性】
技术研发人员：王益，黄振宁，颜旭涛，张兴华，
申请(专利权)人：元能科技厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：