复合集流体的熔断特性测试设备制造技术

技术编号:41267597 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-11 09:23
本技术涉及熔断特性测试设备技术领域,公开了一种复合集流体的熔断特性测试设备,包括安装板、电源、固定装置、测温装置和安装头,安装板上设置有第一接线端和第二接线端,电源的正极连接至第一接线端,电源的负极连接至第二接线端,电源连接有电流控制器、电流传感器和计时电路,电流控制器用于控制放电电流大小,电流传感器用于测量放电电流大小,计时电路用于记录电流信号发生改变的时间,固定装置用于将复合集流体的两端分别固定至第一接线端和第二接线端,安装头安装有针头或挤压头以用于在靠近复合集流体时穿刺或挤压复合集流体,本技术提供的熔断特性测试设备可方便技术人员研究不同结构设计的复合集流体的熔断性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及熔断特性测试设备,具体地涉及一种复合集流体的熔断特性测试设备


技术介绍

1、集流体是锂离子电池的重要组成部件之一,它不仅能够承载电极活性物质,而且还可以将电极活性物质产生的电流汇集起来,有利于降低锂离子电池的内阻,提高锂离子电池的库伦效率、循环稳定性和倍率性能。传统集流体的材料选择中,通常选择铜箔作为负极集流体,选择铝箔作为正极集流体。为提高锂离子电池的性能,传统集流体向超薄、超纯、高抗拉强度和高延伸率方向发展成为大势所趋,但是传统集流体不能无限减薄,原因在于需要保证一定的机械强度。如果集流体过薄,在电池循环过程中,易发生集流体的变形断裂,从而导致安全问题,而且超薄集流体的加工费也十分昂贵,导致整体成本不降反增。

2、复合集流体为传统集流体的降本增效提供了新的思路,其延续了传统集流体轻薄化的思路,用部分有机物替代铜箔或铝箔,进一步降低了铜箔或铝箔的用量。复合集流体的构造类似“三明治”,中间层为有机物,上下层为金属导电层,目前中间层的有机物常见的有pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pp(聚丙烯)、pi(聚酰亚胺)等。相较于传统集流体,复合集流体在安全性、能量密度、成本上(放量后)有较大优势。

3、就安全性来说,传统集流体穿刺时会产生大尺寸毛刺,造成内短路,且由于集流体尚未熔化,无法阻挡电流传递,容易造成热失控。而复合集流体中间的有机物层具有阻燃特性,且其金属导电层较薄,短路引起的温度升高将导致有机物层熔断或鼓胀,使得金属导电层变得不连续,导致电阻迅速增大,电流迅速降低,抑制了焦耳热的产生,从而可以有效降低因电池内短路所引起的局部温度迅速增加,降低锂离子电池着火以及爆炸的风险;随着温度的持续升高,复合集流体会如保险丝般熔断,使得短路电流大幅减小,温度升高幅度小,电池损坏仅局限于刺穿位点形成“点断路”,快速熔断从而不进一步传导电流,最终阻止电芯燃烧,防止热失控。此外,复合集流体还能在锂离子电池受热时熔断,切断活性物质与集流体的接触,从而切断导电通路,避免进一步热失控,起到短路时的熔断保护作用,保护电池包,防止起火爆炸。

4、然而,现有技术缺少相应的测试设备来检测复合集流体的熔断特性,因此设计出一种针对复合集流体的熔断特性测试设备,研究不同结构的复合集流体的熔断电流和熔断机理,对指导复合集流体的结构优化尤为重要。


技术实现思路

1、本技术的目的是针对现有技术缺少相应的测试设备来检测复合集流体熔断特性的问题,提供一种复合集流体的熔断特性测试设备,该测试设备能够满足不同条件下复合集流体的熔断特性测试需求,方便技术人员研究不同结构的复合集流体的熔断特性。

2、为了实现上述目的,本技术提供了一种复合集流体的熔断特性测试设备,包括:

3、安装板,所述安装板上设置有第一接线端和第二接线端;

4、电源,所述电源的正极连接至所述第一接线端,所述电源的负极连接至所述第二接线端,所述电源连接有电流控制器、电流传感器和计时电路,所述电流控制器用于控制放电电流的大小,所述电流传感器用于测量放电电流的大小,所述计时电路用于记录电流信号发生改变的时间;

5、固定装置,所述固定装置设置在所述安装板上,所述固定装置用于将复合集流体的两端分别固定至所述第一接线端和所述第二接线端;

6、测温装置,所述测温装置用于监测所述复合集流体的温度;以及

7、安装头,所述安装头设置为向靠近或远离所述复合集流体的方向移动,所述安装头安装有针头或挤压头以用于在靠近所述复合集流体时穿刺或挤压所述复合集流体。

8、可选地,所述安装板上设置有多个工位,每个所述工位处设置有所述固定装置和所述测温装置,且在至少一个所述工位的上方设置有所述安装头。

9、可选地,所述固定装置包括:

10、支撑座,所述支撑座具有开口向上的限位槽,所述限位槽的两端分别连接所述第一接线端和所述第二接线端;

11、压紧件,所述压紧件设置在所述支撑座的上方,所述压紧件设置有向下延伸并自由移动地穿过所述安装板的滑动杆;以及

12、驱动源,所述驱动源设置在所述安装板的底部,并设置为驱动所述滑动杆升降,以用于带动所述压紧件压紧固定放置在所述限位槽中的所述复合集流体,所述复合集流体被压紧固定至所述限位槽时连通所述第一接线端和所述第二接线端。

13、可选地,所述限位槽的两端分别设置有导电块并对应连接位于所述限位槽两端的所述第一接线端和所述第二接线端,所述压紧件设置有两个,两个所述压紧件与设置在所述限位槽两端的所述导电块分别对应,以用于将所述复合集流体的两端分别压紧固定。

14、可选地,所述支撑座上转动连接有下模盖,所述下模盖上设置有贯穿盖体的限位孔,所述下模盖转动至横跨所述限位槽时,所述针头或所述挤压头穿过所述限位孔。

15、可选地,所述安装板的上方设置有伺服电机,所述伺服电机通过丝杆传动装置驱动所述安装头在竖直方向上往复运动。

16、可选地,所述安装头上设置有脉冲电流接线,所述脉冲电流接线连接至所述针头或所述挤压头。

17、可选地,所述安装板上设置有视觉检测系统,所述视觉检测系统用于记录所述复合集流体在测试过程中的表面状态变化。

18、可选地,所述熔断特性测试设备还包括箱体,所述箱体具有测试区和用于控制所述测试区内温度的温控系统,所述安装板设置在所述测试区内。

19、可选地,所述箱体还具有设置在所述测试区上方的主控制区和设置在所述测试区下方的设备区;所述主控制区内设置有电源系统和工控设备,所述设备区内设置所述温控系统、与所述测温装置相连的温度采集系统以及用于控制所述固定装置的自动固定控制系统。

20、通过上述技术方案,本技术提供的熔断特性测试设备,可方便地在不同条件下对复合集流体进行熔断特性测试,从而方便技术人员研究不同结构设计的复合集流体的熔断性能。

21、例如在无其他附加条件下的常规熔断特性测试:利用设置在安装板上的固定装置将复合集流体的两端分别固定至第一接线端和第二接线端,通过电源向复合集流体中通入一定大小的电流时,复合集流体的表面温度会升高,若通入的电流较大,复合集流体的发热量超出其承受温度时,复合集流体会发生熔断,通过测温装置记录复合集流体发生熔断时的温度,通过电流传感器记录复合集流体发生熔断时的电流,通过计时电路记录电流信号发生改变的时间,即获得复合集流体的熔断时间,由于所述电源连接有电流控制器,因此能够方便地调整通过复合集流体的电流,方便技术人员测试出复合集流体的熔断温度、熔断电流和熔断时间。

22、又如在附加条件下测试复合集流体的熔断特性:利用设置在安装板上的固定装置将复合集流体的两端分别固定至第一接线端和第二接线端,通过在安装头上安装针头或挤压头,移动安装头并靠近复合集流体,使针头刺入复合集流体或挤压头挤压复合集流体,模拟复合集流体在电池中因针刺或挤压而发生短路的情形,并测试出在该情形下的熔断本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述安装板(10)上设置有多个工位,每个所述工位处设置有所述固定装置(20)和所述测温装置,且在至少一个所述工位的上方设置有所述安装头(30)。

3.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述固定装置(20)包括:

4.根据权利要求3所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述限位槽(211)的两端分别设置有导电块(24)并对应连接位于所述限位槽(211)两端的所述第一接线端(11)和所述第二接线端(12),所述压紧件(22)设置有两个,两个所述压紧件(22)与设置在所述限位槽(211)两端的所述导电块(24)分别对应,以用于将所述复合集流体(1)的两端分别压紧固定。

5.根据权利要求3所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述支撑座(21)上转动连接有下模盖(25),所述下模盖(25)上设置有贯穿盖体的限位孔(251),所述下模盖(25)转动至横跨所述限位槽(211)时,所述针头(31)或所述挤压头穿过所述限位孔(251)。

6.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述安装板(10)的上方设置有伺服电机(40),所述伺服电机(40)通过丝杆传动装置(41)驱动所述安装头(30)在竖直方向上往复运动。

7.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述安装头(30)上设置有脉冲电流接线(301),所述脉冲电流接线(301)连接至所述针头(31)或所述挤压头。

8.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述安装板(10)上设置有视觉检测系统(13),所述视觉检测系统(13)用于记录所述复合集流体(1)在测试过程中的表面状态变化。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述熔断特性测试设备还包括箱体(50),所述箱体(50)具有测试区(52)和用于控制所述测试区(52)内温度的温控系统,所述安装板(10)设置在所述测试区(52)内。

10.根据权利要求9所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述箱体(50)还具有设置在所述测试区(52)上方的主控制区(51)和设置在所述测试区(52)下方的设备区(53);所述主控制区(51)内设置有电源系统和工控设备,所述设备区(53)内设置所述温控系统、与所述测温装置相连的温度采集系统以及用于控制所述固定装置(20)的自动固定控制系统。

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【技术特征摘要】

1.一种复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述安装板(10)上设置有多个工位,每个所述工位处设置有所述固定装置(20)和所述测温装置,且在至少一个所述工位的上方设置有所述安装头(30)。

3.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述固定装置(20)包括:

4.根据权利要求3所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述限位槽(211)的两端分别设置有导电块(24)并对应连接位于所述限位槽(211)两端的所述第一接线端(11)和所述第二接线端(12),所述压紧件(22)设置有两个,两个所述压紧件(22)与设置在所述限位槽(211)两端的所述导电块(24)分别对应,以用于将所述复合集流体(1)的两端分别压紧固定。

5.根据权利要求3所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述支撑座(21)上转动连接有下模盖(25),所述下模盖(25)上设置有贯穿盖体的限位孔(251),所述下模盖(25)转动至横跨所述限位槽(211)时,所述针头(31)或所述挤压头穿过所述限位孔(251)。

6.根据权利要求1所述的复合集流体的熔断特性测试设备,其特征在于,所述安装板(10...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜艳茹李永伟孙欣森冯祎炜汪振南李永强
申请(专利权)人:安迈特科技北京有限公司
类型:新型
国别省市:

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