本申請涉及電池隔膜測試設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種剝離強(qiáng)度測試裝置及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：鋰離子電池由于具有能量密度大、輸出電壓高、循環(huán)壽命長、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，在移動智能設(shè)備和電動車中獲得了廣泛應(yīng)用，在航空航天等領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。但是伴隨著鋰離子電池的快速發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，鋰離子二次電池安全事故頻發(fā)，小至電池發(fā)熱，大至引燃汽車，全球?qū)︿囯x子電池的關(guān)注重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移至安全方面。隔膜制備技術(shù)已從單純的聚烯烴隔膜發(fā)展為涂覆隔膜。涂覆隔膜主要是以多孔聚烯烴膜為基體，表面涂覆一層有機(jī)材料或無機(jī)材料，通過特殊工藝處理，和基體粘結(jié)，涂層與基體之間的剝離強(qiáng)度是涂覆隔膜的一項重要指標(biāo)。在電池制作過程中，涂層與基體之間的剝離強(qiáng)度過小，首先會導(dǎo)致在電池的卷繞過程中，粉體從隔膜上掉落；其次，若隔膜掉粉嚴(yán)重，在電池循環(huán)后期，會導(dǎo)致電池的內(nèi)阻增加，降低電池的循環(huán)性能。因此，需要對涂覆隔膜的涂層與基體之間的剝離強(qiáng)度進(jìn)行測試。現(xiàn)有剝離強(qiáng)度的檢測方法是，把涂覆隔膜裁成一定寬度和長度的樣條，把樣條有涂覆的一面用膠黏劑粘在不銹鋼板或其它基板上，然后把測試單元固定在萬能拉力機(jī)或剝離強(qiáng)度儀上，肉眼觀察使測試單元固定的方向和剝離運(yùn)動的方向重合，通過萬能拉力機(jī)或者剝離強(qiáng)度儀在一定的速度下，180度角剝離，如圖1所示，然后通過力學(xué)傳感器感應(yīng)得到涂覆隔膜涂層和基體剝離強(qiáng)度的值。但此法人為誤差較大，尤其是不同的測試人員之間得出的結(jié)果差別較大。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本申請的目的是提供一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)的剝離強(qiáng)度測試裝置及其應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請采用了以下技術(shù)方案：本申請的一方面公開了一種剝離強(qiáng)度測試裝置，包括基板1、下夾緊頭2、上夾緊頭3和拉力傳感器4，基板1用于粘貼條狀待測薄膜11的一端，下夾緊頭2用于夾緊基板1，上夾緊頭3的一端固定拉力傳感器4，另一端用于夾緊條狀待測薄膜11的另一端，下夾緊頭2的表面，在用于夾緊基板1的位置處設(shè)置有激光器21，使用時，激光器21產(chǎn)生一束垂直于水平面的光線，用于確保條狀待測薄膜11的固定方向與剝離運(yùn)動方向重合。需要說明的是，本申請的關(guān)鍵在于，在下夾緊頭2上設(shè)置了一個激光器21，利用激光器21產(chǎn)生的穩(wěn)定而收斂性好的激光光束進(jìn)行定位。現(xiàn)有的測試方法和裝置中，在將基板插入下加緊頭的時候，雖然可以保障基板整個面是垂直于水平面的，但是，很難確?；逶诖怪泵娌黄疲簿褪钦f，在垂直面上，條狀待測薄膜的固定方向有可能不是垂直于水平面的，這樣會使其與剝離運(yùn)動方向產(chǎn)生夾角，這是影響測試結(jié)果準(zhǔn)確性的一個重要因素。而本申請裝置，利用激光器產(chǎn)生的垂直光線，只要將基板的側(cè)邊，或者條狀待測薄膜的側(cè)邊，與激光器產(chǎn)生的光線重合，即可保障條狀待測薄膜的固定方向是垂直與水平面的，而剝離運(yùn)動方向也是垂直于水平面的，這樣就可以很好的保障條狀待測薄膜的固定方向與剝離運(yùn)動方向重合，進(jìn)而提高測試的準(zhǔn)確性。優(yōu)選的，基板1為平整的鋼板。優(yōu)選的，本申請的剝離強(qiáng)度測試裝置還包括水平設(shè)置的儀器安裝平臺5和垂直于儀器安裝平臺5的支架；下夾緊頭2垂直固定于儀器安裝平臺5上，拉力傳感器4活動連接于支架上，拉力傳感器4沿支架上下垂直活動。需要說明的是，本申請描述的是立式測量的情況，可以理解，將本申請的裝置側(cè)臥，改成臥式測量時，則拉力傳感器4就不是上下活動，而是左右移動；總的來說，拉力傳感器是相向或背向下夾緊頭移動的，其移動方向，即拉力方向，也就是剝離運(yùn)動方向，只要與條狀待測薄膜11的固定方向重合即可，無論裝置是立式、臥式還是斜臥。優(yōu)選的，本申請的剝離強(qiáng)度測試裝置還包括下夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置、上夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置和上夾緊頭驅(qū)動裝置；下夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置用于控制下夾緊頭2夾緊或放松；上夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置用于控制上夾緊頭3夾緊或放松；上夾緊頭驅(qū)動裝置用于控制上夾緊頭3沿支架上下垂直活動。優(yōu)選的，本申請的剝離強(qiáng)度測試裝置還包括智能控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)根據(jù)用戶指令控制下夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置、上夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置和上夾緊頭驅(qū)動裝置運(yùn)行。本申請的另一面公開了本申請的剝離強(qiáng)度測試裝置在電池隔膜涂層或多層電池隔膜剝離強(qiáng)度測試中的應(yīng)用。可以理解，本申請的剝離強(qiáng)度測試裝置，不僅可以用于電池隔膜涂層的剝離強(qiáng)度測試，其它涂層或者多次薄膜，同樣可以采用本申請的裝置測試其剝離強(qiáng)度。由于采用以上技術(shù)方案，本申請的有益效果在于：本申請的剝離強(qiáng)度測試裝置，通過在下夾緊頭上設(shè)置激光器，利用激光器產(chǎn)生的光線對基板進(jìn)行校準(zhǔn)，以保障待測薄膜的固定方向與剝離運(yùn)動方向重合，進(jìn)而確保了測試的準(zhǔn)確性。附圖說明圖1是剝離強(qiáng)度測試的原理示意圖；圖2是本申請的實(shí)施例中剝離強(qiáng)度測試裝置上夾緊頭和下夾緊頭局部的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本申請的實(shí)施例中剝離強(qiáng)度測試裝置上夾緊頭和下夾緊頭局部的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本申請的實(shí)施例中剝離強(qiáng)度測試裝置上夾緊頭和下夾緊頭局部的側(cè)面剖視圖；圖5是本申請的實(shí)施例中剝離強(qiáng)度測試裝置上夾緊頭和下夾緊頭局部的立體剖視圖；圖6是本申請實(shí)施例中拉力方向在基板寬度方向傾斜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本申請實(shí)施例中拉力方向在基板厚度方向傾斜的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)有的隔膜測試，其原理如圖1所示，先通過雙面膠12將隔膜11具有涂層111的一面固定在基板1上，然后按照固定方向重合的方向，即圖示180°方向拉扯，觀察涂層111和基膜分離時的拉力，即剝離強(qiáng)度。但是，如前面提到的，按照固定方向的180°方向拉扯，這是通過人眼觀察的，很難保障固定方向和拉扯方向重合；因此，本申請?zhí)岢觯诖_保拉扯反向是垂直的情況下，利用激光器確保隔膜11的固定方向也是垂直于水平面的，則可以避免隔膜在垂直面基板1上偏移，從而保障隔膜固定方向和拉力方向重合，即180°方向。下面通過具體實(shí)施例和附圖對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下實(shí)施例僅對本申請進(jìn)行進(jìn)一步說明，不應(yīng)理解為對本申請的限制。實(shí)施例本例的剝離強(qiáng)度測試裝置，如圖2至圖5所示，包括基板1、下夾緊頭2、上夾緊頭3和拉力傳感器4。本例的基板1為平整的鋼板，用于粘貼條狀待測薄膜11的一端；下夾緊頭2用于夾緊基板1，上夾緊頭3的一端固定拉力傳感器4，另一端用于夾緊條狀待測薄膜11的另一端，下夾緊頭2的表面，在用于夾緊基板1的位置處設(shè)置有激光器21，使用時，激光器21產(chǎn)生一束垂直于水平面的光線211，用于確保條狀待測薄膜11的固定方向與剝離運(yùn)動方向重合。另外，為了方便固定，本申請的剝離強(qiáng)度測試裝置還包括水平設(shè)置的儀器安裝平臺5和垂直于儀器安裝平臺5的支架；下夾緊頭2垂直固定于儀器安裝平臺5上，拉力傳感器4活動接于支架上，拉力傳感器4沿支架上下垂直活動。使用時，先將裁剪成條狀的隔膜11，用雙面膠將條狀待測隔膜的一端粘貼在鋼板上，并且，使條狀隔膜與鋼板的側(cè)邊平行；將鋼板夾緊固定在下夾緊頭2上，通過激光器21產(chǎn)生的激光光線211定位，確保粘貼的條狀待測薄膜11垂直于水平面；然后，上夾緊頭3夾緊條狀待測隔膜的另一端，垂直向上拉，觀察涂覆隔膜涂層和基體剝離時拉力傳感器4的值，即隔膜的剝離強(qiáng)度。本例通過激光器21對鋼板或調(diào)整待測隔膜的方向進(jìn)行校準(zhǔn)，確保了測試單元固定的方向和剝離運(yùn)動的方向重合，從而保障了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。采用以上裝置，本例對中興創(chuàng)新材料制備的型號ZC20M的無機(jī)粒子涂層微孔膜進(jìn)行了剝離強(qiáng)度測試，測試時，將隔膜裁剪成20×80mm的測試樣品。并且，由于本例的剝離強(qiáng)度測試裝置，對拉力方向和隔膜固定方向可控，因此，本例還對比測試了不同傾斜角度下測得的剝離強(qiáng)度值。具體如下：試驗1本試驗測試了在鋼板寬度的方向傾斜不同的角度α的剝離強(qiáng)度測試結(jié)果，即拉力方向和隔膜固定方向傾斜α度，如圖6所示，圖中1為鋼板、11為隔膜，箭頭方向為拉力方向，即剝離運(yùn)動方向。具體的，本試驗測試了傾斜+10°、+5°、0°、-5°、-10°五個角度的剝離強(qiáng)度，每個角度測試5個隔膜樣品，計算每個角度5個隔膜樣品剝離強(qiáng)度的平均值，及其標(biāo)準(zhǔn)偏差。測試結(jié)果如表1所示。表1在鋼板寬度的方向傾斜不同的角度的剝離強(qiáng)度測試結(jié)果隔膜編號+10°+5°0°-5°-10°180(N/m)69(N/m)60(N/m)70(N/m)78(N/m)270(N/m)65(N/m)62(N/m)67(N/m)68(N/m)375(N/m)68(N/m)65(N/m)71(N/m)72(N/m)481(N/m)72(N/m)63(N/m)68(N/m)74(N/m)569(N/m)63(N/m)59(N/m)64(N/m)79(N/m)平均值75(N/m)67.4(N/m)61.8(N/m)68(N/m)74.2(N/m)標(biāo)準(zhǔn)偏差4.42.721.8423.44表1的結(jié)果顯示，在鋼板寬度的方向傾斜會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且偏差角度越大，測試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差越大，即測試的精確性也越差。試驗2本試驗測試了在鋼板厚度方向傾斜不同的角度β的剝離強(qiáng)度測試結(jié)果，即拉力方向和隔膜固定方向傾斜β度，如圖7所示，圖中1為鋼板、11為隔膜，箭頭方向為拉力方向。具體的，本試驗測試了傾斜+10°、+5°、0°、-5°、-10°五個角度的剝離強(qiáng)度，每個角度測試5個隔膜樣品，計算每個角度5個隔膜樣品剝離強(qiáng)度的平均值，及其標(biāo)準(zhǔn)偏差。測試結(jié)果如表2所示。表2在鋼板板厚度方向傾斜不同的角度的剝離強(qiáng)度測試結(jié)果隔膜編號+10°+5°0°-5°-10°1101(N/m)86(N/m)63(N/m)75(N/m)95(N/m)280(N/m)90(N/m)65(N/m)82(N/m)89(N/m)385(N/m)93(N/m)60(N/m)89(N/m)98(N/m)492(N/m)76(N/m)62(N/m)72(N/m)80(N/m)593(N/m)78(N/m)64(N/m)83(N/m)81(N/m)平均值90.2(N/m)84.6(N/m)62.8(N/m)80.2(N/m)88.6(N/m)標(biāo)準(zhǔn)偏差6.166.081.445.366.48表2的結(jié)果顯示，在鋼板厚度方向傾斜會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且偏差角度越大，測試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差越大，即測試的精確性也越差。以上兩個試驗結(jié)果顯示，拉力方向如果跟隔膜固定方向不重合，無論向什么方向偏移，都會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且，偏移角度越大，測試結(jié)果的精確性越差。這也解釋了現(xiàn)有技術(shù)中，通過肉眼觀察定位，不同的人測試結(jié)果差異較大的原因；同樣的，同一個人測試，如果其肉眼定位本身存在角度偏移，就算多次測試，其多次測試結(jié)果的差異也會較大，精確性差。另外，在本例的一種改進(jìn)方案中，為了能夠使測量自動化，本例的剝離強(qiáng)度測試裝置還增加了下夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置、上夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置和上夾緊頭驅(qū)動裝置；下夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置用于控制下夾緊頭2夾緊或放松；上夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置用于控制上夾緊頭3夾緊或放松；上夾緊頭驅(qū)動裝置用于控制上夾緊頭3沿支架上下垂直活動。進(jìn)一步的，為了方便控制，還增加了一個智能控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)根據(jù)用戶指令控制下夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置、上夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置和上夾緊頭驅(qū)動裝置運(yùn)行。在將隔膜粘貼好，并將鋼板放入指定位置后，可以通過智能控制系統(tǒng)控制下夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置和上夾緊頭夾緊驅(qū)動裝置，自動夾緊鋼板和隔膜，夾緊后，自動驅(qū)動上夾緊頭向上運(yùn)動。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本申請所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本申請的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本申請所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本申請的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3