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一种锂离子电池用聚烯烃隔膜穿刺试验装置

申请号: CN202311261957.7
申请人: 天津大学
更新日期: 2026-03-09

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种锂离子电池用聚烯烃隔膜穿刺试验装置
专利类型 发明申请
申请号 CN202311261957.7
申请日 2023/9/27
公告号 CN117405583A
公开日 2024/1/16
IPC主分类号 G01N19/00
权利人 天津大学
发明人 陈刚; 徐小雪; 林强; 冯少武; 孙兴悦
地址 天津市南开区卫津路92号

摘要文本

本发明属于电池变量测试技术领域,公开了一种锂离子电池用聚烯烃隔膜穿刺强度试验装置,主要包括外部框架、隔膜环境主体单元、输入传动机构、调节机构、下压机构、穿刺机构,并配置微型隔膜泵和CCD相机。本发明首先能够实现聚烯烃隔膜的压紧和均匀受力,且在大于穿刺夹具孔内径的基础上,可对聚烯烃隔膜的大小不做具体规定;其次,能够实现电解液的注入、承装、抽出功能,同时保证隔膜在电解液浸润状态下被穿刺,达到隔膜在真实电解液环境下被穿刺的目的;同时,还能进行CCD相机采集,获得隔膜穿刺过程中应变的实时分布。

专利主权项内容

1.一种锂离子电池用聚烯烃隔膜穿刺强度试验装置,其特征在于,包括隔膜环境主体单元、输入传动机构、调节机构、下压机构、穿刺机构;所述隔膜环境主体单元由上到下依次包括第一载台和第二载台,且所述第二载台相对于所述第一载台外缘扩大;所述第一载台的顶面设置有环境槽,所述环境槽用于放置隔膜和承装电解液;所述环境槽设置有电解液注入口,用于向所述环境槽注入电解液;所述第一载台在所述环境槽之下依次设置有穿刺孔和观察孔,所述观察孔与所述穿刺孔连通并延伸至所述第二载台,并且所述观察孔的内径大于所述穿刺孔;所述第一载台的外部固定有环形承托平板,所述环形承托平板用于承托所述调节机构的固定盘;所述第二载台开设有用于放置CCD相机的舱室,所述舱室内部设置有安置平台,所述安置平台用于将CCD相机定位于其镜头对准所述观察孔的位置,实现所述CCD相机对隔膜穿刺过程进行实时应变采集;所述第二载台在所述舱室和所述观察孔之间设置有承托孔,所述承托孔嵌装有透明的隔离片,所述隔离片用于隔离电解液和所述舱室;所述观察孔的底部连通有电解液排出管,所述电解液排出管延伸至第二载台外部,以实现电解液的泵出;所述第二载台相对于所述第一载台外缘扩大的上表面设置有用于安装第二滑块的若干滑槽,若干所述滑槽在所述第二载台上环向均布且沿径向延伸;所述输入传动机构包括底部通过连接轴承固定的转轴,所述转轴顶部外周通过键连接有第一链轮,所述第一链轮设置有手柄;所述第一链轮通过链条连接有第二链轮,所述第二链轮与所述第一链轮同平面设置且直径大于所述第一链轮;所述第二链轮通过轴承安装在所述第一载台的外部;利用所述手柄推动所述第一链轮转动,能够通过链条带动所述第二链轮进行转动;所述调节机构包括设置于所述第二链轮下方的固定盘和移动盘,所述固定盘和所述移动盘均与所述第二链轮同轴设置;所述固定盘固定在所述环形承托平板之上,并且开设有环向均布且沿径向延伸的滑槽孔,所述滑槽孔与所述滑槽数量相同且一一上下对应设置;每个所述滑槽孔包括上部较宽的滑槽部和下部较窄的通孔部,所述滑槽部用于安装第一滑块,所述第一滑块能够相对于所述滑槽孔直线滑动,所述通孔部用于穿过正反转电机的输出轴;所述移动盘设置在所述固定盘上方,并且与所述第二链轮固定连接,所述移动盘能够随所述第二链轮同步转动;每个所述第一滑块配置有弧形连接杆,所述弧形连接杆一端固定在第一滑块上、另一端固定在所述移动盘的外缘处,且四根所述弧形连接杆在平面上构成同一旋转方向;所述弧形连接杆用于将所述移动盘的旋转运动转化为四个所述第一滑块的同步直线运动;所述下压机构包括若干正反转电机,所述正反转电机上部具有竖向设置的输出轴,所述输出轴与若干第一滑块一一连接;所述正反转电机底部固定有第二滑块,所述第二滑块能够在所述第二载台的滑槽内进行直线滑动;所述正反转电机的输出轴顶端与连接板的一端连接,所述连接板水平设置且另一端延伸至所述第一载台的所述环境槽上方;所述连接板位于所述环境槽上方的一端下部通过伸缩杆连接有压板;所述伸缩杆外部套有伸缩弹簧,所述伸缩弹簧的上下两端抵顶于所述连接板和所述压板;所述连接板通过所述第一滑块调整水平位置后,所述正反转电机能够通过其输出轴带动所述连接板向下运动,从而使所述压板压紧隔膜,所述伸缩弹簧用于提供缓冲;所述第一载台的所述环境槽正上方设置有穿刺机构,所述穿刺机构包括顶部固定位置的气缸,所述气缸底部通过力传感连接有穿刺针。