[发明专利]隔膜微孔检测装置及其控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜检测，尤其是涉及一种隔膜微孔检测装置及其控制系统。

背景技术

采用液体电解液的化学电源体系如锂离子电池等需要采用隔膜材料阻隔正、负极，避免短路。隔膜材料主要是以聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)等为主要成分的含有微孔结构的聚合物膜或无纺布。液体电解液(一般是含有电解质盐的碳酸酯类有机溶剂)存在于微孔结构中，实现离子在正、负极之间的传导。隔膜与液体电解液共同构成了电解质体系。

隔膜的生产主要包括干法和湿法两种工艺。干法工艺是通过首先将聚烯烃树脂熔化，挤出成膜，退火增加聚合物膜中片状微晶的尺寸和个数，然后对聚合物膜进行精确的拉伸(单向或双向)形成紧密有序的微孔结构，生产厂家主要是美国Celgard公司和日本Ube公司；湿法工艺又被称为相反转法(Phase Inversion Process)是通过将聚烯烃树脂溶解与液体碳氢化合物或低分子量有机物混合，加热并熔化该混合物，挤出成膜，在机械方向或轴向方向拉伸形成微孔结构，最后用易挥发的溶剂如丙酮等抽提出碳氢化合物或低分子量有机物，生产厂家主要包括日本的旭化成、东燃及美国的Entek等。隔膜的孔隙率、孔径分布、材料、组成、结构、厚度、渗透性、透气度、润湿性、对电解液的吸附和保持、机械强度、与电极的界面特性、化学、电化学及热稳定性等性能都会影响其在锂离子电池等二次化学电源中的使用。因此，在成分确定的条件下，需要对隔膜的孔径、孔隙率等参数进行严格的控制。隔膜由于技术壁垒较高，曾长期被美、日等企业垄断。近两年，我国也开始出现国产化的隔膜产品，但产品质量与国外厂家产品相比还有较大差距，如孔径分布在一个较宽的范围内。由于隔膜制造工艺和使用的特殊性，隔膜的检测一直处于“盲用”状态，即出现问题时才能确认隔膜产品的品质，这为锂离子电池的应用带来了安全隐患。尤其是目前锂离子电池中采用的磷酸铁锂正极材料主要是粒径小于100nm的纳米颗粒，很容易在循环过程中通过隔膜中不均匀的大孔穿过隔膜，造成电池的微短路，因而引发诸如起火、爆炸等严重的安全问题。因此，找到不均匀的大孔，避免微短路发生的方法显得十分重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种准确，简单，自动化的检测隔膜微孔检测装置及其控制系统。

为达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种隔膜微孔检测装置，包括检测台，其特征在于，所述检测台上设置有隔膜传送平台和隔膜夹头，在所述隔膜传送平台与隔膜夹头之间所形成的检测区的上方设置有供气窗，该供气窗的下端有开口，在供气窗上安装有进气管，在所述检测区的下方设置有微压传感器，该微压传感器正对所述供气窗的下端开口，，在所述隔膜夹头与隔膜传送平台之间伸展有待测隔膜，且所述待测隔膜位于所述供气窗与微压传感器之间，隔膜夹头安装在丝杆上，该丝杆通过一对轴承座设置在所述检测台上，丝杆的一端和步进电机相连，隔膜传送平台上还设有隔膜压杆。

采用上述结构隔膜夹头和隔膜传送平台用于将隔膜展平拉直，供气窗用于对隔膜表面进行吹气，微压传感器用于检测，是否有不均匀微孔，如果有孔径较大的微孔孔，供气窗吹出的风就会透过隔膜吹到传感器上，通过传感器接收的信号进行检测，检测装置简单，结果准确，自动化程度高，步进电机为隔膜夹头的移动提供动力，这样可以使隔膜夹头能够沿着丝杆往复移动，在检测时能够实现自动化，采用上述结构隔膜压杆可以压平、压紧待测隔膜。使待测隔膜保持平整，并使隔膜具有一定张力。

更进一步的技术方案是步进电机和丝杆中间还装有一对联轴器，在两个联轴器的中间设有变速器。

更进一步的技术方案是供气窗连接在气缸上，检测时，气缸的活塞推杆推动所述供气窗使其下端开口与所述待测隔膜相贴合。

采用上述结构通过气缸可以带动供气窗上下移动，方便装卸待测隔膜，在检测工作中，也方便移动待测隔膜，当供气窗和待测隔膜相贴合时，数据更准确。

更进一步的技术方案是气缸的供气管路上设有空气过滤系统和第一电磁阀，在所述供气窗的供气管路上设有空气过滤系统和第二电磁阀。

采用上述结构通过电磁阀就可以控制气缸和供气窗气源的通断，空气过滤系统为气源做净化，防止影响仪器精确度或者污染隔膜。

更进一步的技术方案是空气过滤系统依次由过滤器、冷干机、油雾分离器、微雾分离器、超微油雾分离器和减压阀组成。