隔膜微孔檢測(cè)裝置及其控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】隔膜微孔檢測(cè)裝置及其控制系統(tǒng)，包括檢測(cè)臺(tái)，其特征在于，所述檢測(cè)臺(tái)上設(shè)置有隔膜傳送平臺(tái)和隔膜夾頭，在所述隔膜傳送平臺(tái)與隔膜夾頭之間所形成的檢測(cè)區(qū)的上方設(shè)置有供氣窗，該供氣窗的下端有開(kāi)口，在供氣窗上安裝有進(jìn)氣管，在所述檢測(cè)區(qū)的下方設(shè)置有微壓傳感器，該微壓傳感器正對(duì)所述供氣窗的下端開(kāi)口，在隔膜夾頭與隔膜傳送平臺(tái)之間伸展有待測(cè)隔膜，且所述待測(cè)隔膜位于供氣窗與微壓傳感器之間。有益效果是：利用微孔漏氣的原理，向隔膜一端吹氣，另一端傳感器檢測(cè)是否有壓力，檢測(cè)裝置簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確，自動(dòng)化程度高。能夠自動(dòng)牽引待測(cè)隔膜移動(dòng)，逐漸完成整塊待測(cè)隔膜的檢測(cè)。設(shè)有空氣過(guò)濾系統(tǒng)為氣源做凈化，防止影響儀器精確度或者污染隔膜。
【專利說(shuō)明】隔膜微孔檢測(cè)裝置及其控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池隔膜檢測(cè)，尤其是涉及一種隔膜微孔檢測(cè)裝置及其控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]采用液體電解液的化學(xué)電源體系如鋰離子電池等需要采用隔膜材料阻隔正、負(fù)極，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)等為主要成分的含有微孔結(jié)構(gòu)的聚合物膜或無(wú)紡布。液體電解液(一般是含有電解質(zhì)鹽的碳酸酯類有機(jī)溶劑)存在于微孔結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)離子在正、負(fù)極之間的傳導(dǎo)。隔膜與液體電解液共同構(gòu)成了電解質(zhì)體系。
[0003]隔膜的生產(chǎn)主要包括干法和濕法兩種工藝。干法工藝是通過(guò)首先將聚烯烴樹(shù)脂熔化，擠出成膜，退火增加聚合物膜中片狀微晶的尺寸和個(gè)數(shù)，然后對(duì)聚合物膜進(jìn)行精確的拉伸(單向或雙向)形成緊密有序的微孔結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)廠家主要是美國(guó)Celgard公司和日本Ube公司；濕法工藝又被稱為相反轉(zhuǎn)法(Phase Inversion Process)是通過(guò)將聚烯烴樹(shù)脂溶解與液體碳?xì)浠衔锘虻头肿恿坑袡C(jī)物混合，加熱并熔化該混合物，擠出成膜，在機(jī)械方向或軸向方向拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)，最后用易揮發(fā)的溶劑如丙酮等抽提出碳?xì)浠衔锘虻头肿恿坑袡C(jī)物，生產(chǎn)廠家主要包括日本的旭化成、東燃及美國(guó)的Entek等。隔膜的孔隙率、孔徑分布、材料、組成、結(jié)構(gòu)、厚度、滲透性、透氣度、潤(rùn)濕性、對(duì)電解液的吸附和保持、機(jī)械強(qiáng)度、與電極的界面特性、化學(xué)、電化學(xué)及熱穩(wěn)定性等性能都會(huì)影響其在鋰離子電池等二次化學(xué)電源中的使用。因此，在成分確定的條件下，需要對(duì)隔膜的孔徑、孔隙率等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。由于隔膜制造工藝和使用的特殊性，隔膜的檢測(cè)一直處于“盲用”狀態(tài)，即出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)才能確認(rèn)隔膜產(chǎn)品的品質(zhì)，這為鋰離子電池的應(yīng)用帶來(lái)了安全隱患。尤其是目前鋰離子電池中采用的磷酸鐵鋰正極材料主要是粒徑小于IOOnm的納米顆粒，很容易在循環(huán)過(guò)程中通過(guò)隔膜中不均勻的大孔穿過(guò)隔膜，造成電池的微短路，因而引發(fā)諸如起火、爆炸等嚴(yán)重的安全問(wèn)題。因此，提前檢測(cè)隔膜的是否有微孔，避免微短路發(fā)生的方法顯得十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種準(zhǔn)確，簡(jiǎn)單，自動(dòng)化的檢測(cè)隔膜微孔檢測(cè)裝置及其控制系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下:
[0006]一種隔膜微孔檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)臺(tái)，其特征在于，所述檢測(cè)臺(tái)上設(shè)置有隔膜傳送平臺(tái)和隔膜夾頭，在所述隔膜傳送平臺(tái)與隔膜夾頭之間所形成的檢測(cè)區(qū)的上方設(shè)置有供氣窗，該供氣窗的下端有開(kāi)口，在供氣窗上安裝有進(jìn)氣管，在所述檢測(cè)區(qū)的下方設(shè)置有微壓傳感器，該微壓傳感器正對(duì)所述供氣窗的下端開(kāi)口，在所述隔膜夾頭與隔膜傳送平臺(tái)之間伸展有待測(cè)隔膜，且所述待測(cè)隔膜位于所述供氣窗與微壓傳感器之間。
[0007]采用上述結(jié)構(gòu)隔膜夾頭和隔膜傳送平臺(tái)用于將隔膜展平拉直，供氣窗用于對(duì)隔膜表面進(jìn)行吹氣，微壓傳感器用于檢測(cè)，是否有微孔，如果有孔，供氣窗吹出的風(fēng)就會(huì)透過(guò)隔膜吹到傳感器上，通過(guò)傳感器接收的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)裝置簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確，自動(dòng)化程度聞。
[0008]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是隔膜夾頭安裝在絲桿上，該絲桿通過(guò)一對(duì)軸承座設(shè)置在所述檢測(cè)臺(tái)上，絲桿的一端和步進(jìn)電機(jī)相連。
[0009]采用上述結(jié)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)為隔膜夾頭的移動(dòng)提供動(dòng)力，這樣可以使隔膜夾頭能夠沿著絲桿往復(fù)移動(dòng)，在檢測(cè)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化。
[0010]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步進(jìn)電機(jī)和絲桿中間還裝有一對(duì)聯(lián)軸器，在兩個(gè)聯(lián)軸器的中間設(shè)有變速器。
[0011]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是隔膜傳送平臺(tái)上還設(shè)有隔膜壓桿。
[0012]采用上述結(jié)構(gòu)隔膜壓桿可以壓平、壓緊待測(cè)隔膜。使待測(cè)隔膜保持平整，并使隔膜具有一定張力。
[0013]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是供氣窗連接在氣缸上，檢測(cè)時(shí)，氣缸的活塞推桿推動(dòng)所述供氣窗使其下端開(kāi)口與所述待測(cè)隔膜相貼合。
[0014]采用上述結(jié)構(gòu)通過(guò)氣缸可以帶動(dòng)供氣窗上下移動(dòng)，方便裝卸待測(cè)隔膜，在檢測(cè)工作中，也方便移動(dòng)待測(cè)隔膜，當(dāng)供氣窗和待測(cè)隔膜相貼合時(shí)，數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。
[0015]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是氣缸的供氣管路上設(shè)有空氣過(guò)濾系統(tǒng)和第一電磁閥，在所述供氣窗的供氣管路上設(shè)有空氣過(guò)濾系統(tǒng)和第二電磁閥。
[0016]采用上述結(jié)構(gòu)通過(guò)電磁閥就可以控制氣缸和供氣窗氣源的通斷，空氣過(guò)濾系統(tǒng)為氣源做凈化，防止影響儀器精確度或者污染隔膜。
[0017]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是空氣過(guò)濾系統(tǒng)依次由過(guò)濾器、冷干機(jī)、油霧分離器、微霧分離器、超微油霧分離器和減壓閥組成。
[0018]采用上述結(jié)構(gòu)，對(duì)空氣進(jìn)行分層次，按順序凈化，結(jié)構(gòu)合理并可防止空氣進(jìn)入下個(gè)流程后影響儀器精確度或者污染隔膜。
[0019]一種隔膜微孔檢測(cè)裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微壓傳感器連接在可編程控制器上，該可編程控制器還和所述第一電磁閥和第二電磁閥的控制端相連，在所述可編程控制器上還連有計(jì)算機(jī)和控制開(kāi)關(guān)。
[0020]采用上述結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)可編程控制器通過(guò)計(jì)算機(jī)和控制開(kāi)關(guān)操作，通過(guò)微壓傳感器接受檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)第一電磁閥和第二電磁閥控制氣缸和供氣窗的進(jìn)出氣情況。實(shí)現(xiàn)檢測(cè)自動(dòng)化，供氣自動(dòng)化。
[0021]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是隔膜夾頭由步進(jìn)電機(jī)牽引其往復(fù)移動(dòng)，該步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器連接在所述可編程控制器上。
[0022]可以讓隔膜夾頭在步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)下移動(dòng)，不需要人為移動(dòng)，節(jié)省人力，且更精確。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:利用微孔漏氣的原理，向隔膜一端吹氣，另一端傳感器檢測(cè)是否有壓力，檢測(cè)裝置簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確，自動(dòng)化程度高。能夠自動(dòng)牽引待測(cè)隔膜移動(dòng)，逐漸完成整塊待測(cè)隔膜的檢測(cè)。設(shè)有空氣過(guò)濾系統(tǒng)為氣源做凈化，防止影響儀器精確度或者污染隔膜，可靠的檢測(cè)隔膜微孔，大大保證了隔膜使用中的安全性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0024]圖1是本發(fā)明一種隔膜微孔檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明一種隔膜微孔檢測(cè)裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明空氣過(guò)濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】以及工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]如圖1所示，一種隔膜微孔檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)臺(tái)1，其特征在于，所述檢測(cè)臺(tái)I上設(shè)置有隔膜傳送平臺(tái)8和隔膜夾頭6，在所述隔膜傳送平臺(tái)8與隔膜夾頭6之間所形成的檢測(cè)區(qū)的上方設(shè)置有供氣窗9，該供氣窗9的下端有開(kāi)口，在供氣窗9上安裝有進(jìn)氣管11，在所述檢測(cè)區(qū)的下方設(shè)置有微壓傳感器12，該微壓傳感器12正對(duì)所述供氣窗9的下端開(kāi)口，在所述隔膜夾頭6與隔膜傳送平臺(tái)8之間伸展有待測(cè)隔膜，且所述待測(cè)隔膜位于所述供氣窗9與微壓傳感器12之間。隔膜夾頭6安裝在絲桿7上，該絲桿7通過(guò)一對(duì)軸承座5a、5b設(shè)置在所述檢測(cè)臺(tái)I上，絲桿7的一端和步進(jìn)電機(jī)2相連。步進(jìn)電機(jī)也可以設(shè)置在檢測(cè)臺(tái)上。
[0029]采用上述結(jié)構(gòu)隔膜夾頭6和隔膜傳送平臺(tái)8用于將隔膜展平拉直，供氣窗9用于對(duì)隔膜表面進(jìn)行吹氣，微壓傳感器用于檢測(cè)，是否有微孔，如果有孔，供氣窗吹出的風(fēng)就會(huì)透過(guò)隔膜吹到傳感器上，通過(guò)傳感器接收的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)裝置簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確，自動(dòng)化程度高。步進(jìn)電機(jī)為隔膜夾頭的移動(dòng)提供動(dòng)力，這樣可以使隔膜夾頭能夠沿著絲桿往復(fù)移動(dòng)，在檢測(cè)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化。
[0030]本實(shí)施例中步進(jìn)電機(jī)2和絲桿7中間還裝有一對(duì)聯(lián)軸器3a、3b，在兩個(gè)聯(lián)軸器的中間設(shè)有變速器4。實(shí)施例中變速器速比選擇為1:3，還可以根據(jù)需要選擇其他速比。
[0031]隔膜傳送平臺(tái)8上還設(shè)有隔膜壓桿13。隔膜壓桿可以是輥軸，且可以多個(gè)并排。隔膜壓桿可以壓平、待測(cè)隔膜，使待測(cè)隔膜保持平整，還可以對(duì)待測(cè)隔膜形成一個(gè)向下的壓力，使待測(cè)隔膜一端被固定，待測(cè)隔膜另一端被隔膜夾頭夾穩(wěn)，致使該待測(cè)隔膜被拉伸且有一定張力。
[0032]供氣窗9連接在氣缸10上，檢測(cè)時(shí)，氣缸10的活塞推桿推動(dòng)所述供氣窗9使其下端開(kāi)口與所述待測(cè)隔膜相貼合。通過(guò)氣缸可以帶動(dòng)供氣窗上下移動(dòng)，方便裝卸待測(cè)隔膜，在檢測(cè)工作中，也方便移動(dòng)待測(cè)隔膜，當(dāng)供氣窗和待測(cè)隔膜相貼合形成一個(gè)密封氣室時(shí)，數(shù)據(jù)檢測(cè)得可以更準(zhǔn)確，氣缸可以選擇SMC公司的型號(hào)為MBB40-50的氣缸。氣缸10的供氣管路上設(shè)有空氣過(guò)濾系統(tǒng)和第一電磁閥，在所述供氣窗9的供氣管路上設(shè)有空氣過(guò)濾系統(tǒng)和第二電磁閥。通過(guò)第一電磁閥和第二電磁閥就可以控制氣缸和供氣窗氣源的通斷，空氣過(guò)濾系統(tǒng)為氣源做凈化，防止影響儀器精確度或者污染隔膜?？諝膺^(guò)濾系統(tǒng)可以共有一個(gè)，也可以分別使用。第一電磁閥可以是二位二通電磁閥、型號(hào)是VXP2260-10-50D,第二電磁閥可以是二位五通電磁閥、型號(hào)是SYJ5520-OT-M5。
[0033]本實(shí)施例的檢測(cè)過(guò)程可以按如下方法進(jìn)行:
[0034]a、將待測(cè)隔膜一端用隔膜夾頭6夾穩(wěn)，另一端放在隔膜傳送平臺(tái)8上，將待測(cè)隔膜展平；
[0035]b、打開(kāi)微壓傳感器12的開(kāi)關(guān),通過(guò)進(jìn)氣管11向供氣窗9注氣,檢測(cè)微壓傳感器12是否有突變量，如果有，則說(shuō)明隔膜有孔，如果沒(méi)有，進(jìn)行下一步；[0036]c、拉動(dòng)隔膜夾頭6使隔膜移動(dòng)，當(dāng)待檢測(cè)隔膜的新區(qū)域移入檢測(cè)區(qū)域內(nèi)時(shí)，重復(fù)步驟b，直至整張隔膜測(cè)試完畢。
[0037]如圖2所示，圖2示出了一種隔膜微孔檢測(cè)裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其特征在于，所述微壓傳感器12連接在可編程控制器上，該可編程控制器還和所述第一電磁閥和第二電磁閥的控制端相連，在所述可編程控制器上還連有計(jì)算機(jī)和控制開(kāi)關(guān)。隔膜夾頭6由步進(jìn)電機(jī)2牽引其往復(fù)移動(dòng)，該步進(jìn)電機(jī)2的驅(qū)動(dòng)器連接在所述可編程控制器上。通過(guò)可編程控制器通過(guò)計(jì)算機(jī)和控制開(kāi)關(guān)操作，通過(guò)微壓傳感器接受檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)第一電磁閥和第二電磁閥控制氣缸和供氣窗的進(jìn)出氣情況。實(shí)現(xiàn)檢測(cè)自動(dòng)化，供氣自動(dòng)化。步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)隔膜夾頭移動(dòng)，不需要人為移動(dòng)，節(jié)省人力，且更精確。
[0038]本實(shí)施例中可編程控制器選用的是西門(mén)子S7-266可編程控制器。步進(jìn)電機(jī)扭矩可以選用的是20、30、40、50、60牛米等規(guī)格。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器還和變壓器相連，計(jì)算機(jī)還可以根據(jù)實(shí)際需要連接打印機(jī)、監(jiān)視器以及鼠標(biāo)和鍵盤(pán)?？删幊炭刂破鹘邮苡?jì)算機(jī)下送的控制參數(shù)并控制完成整張隔膜的檢測(cè)，在計(jì)算機(jī)設(shè)置控制參數(shù)，顯示測(cè)試數(shù)據(jù)、建立數(shù)據(jù)庫(kù)并保存測(cè)試數(shù)據(jù)，打印測(cè)試報(bào)表。
[0039]如圖3所示，圖3示出了空氣過(guò)濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，空氣過(guò)濾系統(tǒng)依次由過(guò)濾器、冷干機(jī)、油霧分離器、微霧分離器、超微油霧分離器和減壓閥組成。對(duì)空氣進(jìn)行分層次，按順序凈化，結(jié)構(gòu)合理并可防止空氣進(jìn)入下個(gè)流程后影響儀器精確度或者污染隔膜。
[0040]本實(shí)施例中為了保證空氣過(guò)濾系統(tǒng)可靠性，氣動(dòng)元件均選用SMC日本啟動(dòng)公司的產(chǎn)品，過(guò)濾器的型號(hào)是AFF22B-1⑶，冷干機(jī)的型號(hào)是IDFA22E-23-R，油霧分離器的型號(hào)是AM55D-10D、微霧分離器的型號(hào)是AMD550-10D、超微油霧分離器的型號(hào)是AME550-10、減壓閥的型號(hào)是AR50-10G。
[0041]以上實(shí)施例僅以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其依然可以對(duì)上述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)的技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種隔膜微孔檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)臺(tái)(1)，其特征在于，所述檢測(cè)臺(tái)(I)上設(shè)置有隔膜傳送平臺(tái)(8)和隔膜夾頭(6)，在所述隔膜傳送平臺(tái)(8)與隔膜夾頭(6)之間所形成的檢測(cè)區(qū)的上方設(shè)置有供氣窗(9)，該供氣窗(9)的下端有開(kāi)口，在供氣窗(9)上安裝有進(jìn)氣管(11)，在所述檢測(cè)區(qū)的下方設(shè)置有微壓傳感器(12)，該微壓傳感器(12)正對(duì)所述供氣窗(9)的下端開(kāi)口，在所述隔膜夾頭(6)與隔膜傳送平臺(tái)(8)之間伸展有待測(cè)隔膜，且所述待測(cè)隔膜位于所述供氣窗(9)與微壓傳感器(12)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述隔膜微孔檢測(cè)裝置，其特征在于，所述隔膜夾頭(6)安裝在絲桿(7 )上，該絲桿(7 )通過(guò)一對(duì)軸承座(5a、5b )設(shè)置在所述檢測(cè)臺(tái)(I)上，絲桿(7 )的一端和步進(jìn)電機(jī)(2)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述隔膜微孔檢測(cè)裝置，其特征在于，所述步進(jìn)電機(jī)(2)和絲桿(7)中間還裝有一對(duì)聯(lián)軸器(3a、3b)，在兩個(gè)聯(lián)軸器的中間設(shè)有變速器(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述隔膜微孔檢測(cè)裝置，其特征在于，所述隔膜傳送平臺(tái)(8)上還設(shè)有隔膜壓桿(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述隔膜微孔檢測(cè)裝置，其特征在于，所述供氣窗(9)連接在氣缸(10)上，檢測(cè)時(shí)，氣缸(10)的活塞推桿推動(dòng)所述供氣窗(9)使其下端開(kāi)口與所述待測(cè)隔膜相貼合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述隔膜微孔檢測(cè)裝置，其特征在于，在所述氣缸(10)的供氣管路上設(shè)有空氣過(guò)濾系統(tǒng)和第一電磁閥，在所述供氣窗(9)的供氣管路上設(shè)有空氣過(guò)濾系統(tǒng)和第二電磁閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述隔膜微孔檢測(cè)裝置，其特征在于，所述空氣過(guò)濾系統(tǒng)依次由過(guò)濾器、冷干機(jī)、油霧分離器、微霧分離器、超微油霧分離器和減壓閥組成。
8.—種如權(quán)利要求5或6所述隔膜微孔檢測(cè)裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微壓傳感器(12 )連接在可編程控制器上，該可編程控制器還和所述第一電磁閥和第二電磁閥的控制端相連，在所述可編程控制器上還連有計(jì)算機(jī)和控制開(kāi)關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述隔膜微孔檢測(cè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述隔膜夾頭(6)由步進(jìn)電機(jī)(2 )牽引其往復(fù)移動(dòng)，該步進(jìn)電機(jī)(2 )的驅(qū)動(dòng)器連接在所述可編程控制器上。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK103760621SQ201410016122
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】何婕, 楊雅伯 申請(qǐng)人:重慶工商職業(yè)學(xué)院