[发明专利]一种用于电池隔膜电导率测试的装置和方法

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。