一种在实验中固定圆柱型锂离子电池的装置的制作方法

本发明属于锂离子电池领域，涉及一种在实验中固定圆柱型锂离子电池的装置及使用方法。

背景技术：

作为现代能源中不可不提的一部分，自日本sony能源公司20世纪90年代商品化锂离子电池以来，其已经逐渐被广泛应用于不同的领域。锂离子电池早已成为移动通讯、笔记本电脑等便携式电子产品的主要电源之一，同时也在要求高容量的动力能源领域里(如电动车等)起着不可忽视的作用，锂离子电池之所以发展迅速，是由于自身存在很多的优势，例如能量高、较环保、体积小、质量轻、可多次循环、较低的自放电率等。

目前的锂离子电池与之前的相比，在安全性方面有着显著的提高，主要是由于内部材料的变化与更新，但是这并不意味着锂离子电池的安全问题已经完全解决。当锂离子电池在被误用或滥用情况下，如加热、过充、过放、短路、振动、挤压、冲击等，电池会出现膨胀、着火、爆炸甚至造成人员受伤等事件。一旦发生锂离子电池爆炸事故，后果不堪设想，而国内外电池起火爆炸事故却屡见不鲜。近年来对锂离子电池在热和电等滥用条件下的安全性问题已经有了比较深入的研究。

目前，国内外研究学者都会在绝热量热仪(arc)中，进行锂离子电池热失控的实验。方型锂离子电池或者电池模组由于体积大，重量大，放置于arc腔体中做热失控实验时，不至于由于电池热失控爆炸产生的冲击力而发生移动；但是类似于18650那样的圆柱型锂离子电池，将其单体放置于arc腔体中做热失控实验时，会因为热失控爆炸产生的冲击力发生移动，从而没办法准确观看到电池爆炸着火的视频，影响其图像采集。

技术实现要素：

本发明鉴于上述技术背景，基于英国hel公司的绝热量热仪，主要提供了一种在实验中固定圆柱型锂离子电池的装置及使用方法。

本发明包括：支撑架上的顶板、第一螺母、第一螺杆、电池卡牌、第二螺母、固定钢板、第二螺杆、支撑架上的底板等。其结构特征是：由三根全螺纹第一螺杆分别连接设备的缸盖以及整个支撑架，用螺栓穿过第一螺杆以及缸盖上的孔固定第一螺杆及缸盖。分别选用合适的第一螺母将支撑架上的顶板和底板固定在第一螺杆上，具体固定位置可根据自己的需求手动调整。支撑架上的底板主要是为了托住电池固定支架，将电池固定支架焊接在底板上；支撑架上的顶板主要是为了防止电池发生热失控爆炸从泄压阀喷出来的物体喷到缸盖上，喷物较难清洗。电池固定支架的固定钢板与底板焊接在一起，由四根全螺纹第二螺杆固定住电池卡牌，电池卡牌分别从上下两部分将圆柱形电池夹紧。从而将电池固定在实验设备的腔体中，在做电池热失控实验过程中，不必担心电池会因为冲击力而发生移动，从而影响图像视频的采集。

1.一种在实验中固定圆柱型锂离子电池的装置，包括采用第一螺母(2)将支撑架上的顶板(1)和底板(8)分别固定在三根第一螺杆(3)上，电池固定支架通过固定钢板(6)焊接在支撑架上的底板(8)上，其中通过电池卡牌(4)、第二螺杆(7)以第二螺母(5)将圆柱型锂离子电池固定住；所述电池卡牌(4)选用钢板做折弯件；两个折弯件中间形成空心无底圆柱体用来放置夹紧圆柱型电池，电池卡牌(4)两边打通孔，用来固定在螺杆上，从而夹紧圆柱型电池。

2.进一步，所述支撑架上的顶板(1)和底板(8)的具体固定位置能调整。

3.进一步，所述支撑架上的顶板(1)和底板(8)选用4mm厚的45钢。

4.进一步，所述第一螺母(2)配备24个，从支撑架上的顶板(1)和底板(8)的双面固定住板。

5.进一步，用螺栓穿过第一螺杆(3)以及缸盖上的通孔，连接实验设备的缸盖以及整个支撑架。

6.进一步，所述第一螺杆(3)为全螺纹螺杆，用于调整支撑架上的顶板(1)和底板(8)的位置。

7.进一步，所述电池卡牌(4)选用1mm厚的钢板做折弯件。

8.进一步，所述第二螺杆(7)做成全螺纹螺杆，用于移动圆柱型锂离子电池以及固定各个零部件。

9.进一步，所述第二螺母(5)配备50个。

本发明的有益效果在于：

1)有效解决热失控实验中，单体圆柱型电池因冲击力发生移动，影响图像视频采集的问题。

2)能够有效挡住电池发生热失控爆炸从泄压阀喷出来的物体，避免喷到缸盖上，喷泄物较难清洗。

3)本发明调整方便，灵活，可按自己的实验方案进行调整。

4)本发明布置合理，结构紧凑，重量较轻，便于安装与清洗。

附图说明

为了更全面地理解本发明的结构和工作原理，结合以下附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的固定圆柱型锂离子电池的示意图；

图2为图1中支撑架的结构示意图；

图3为图1中电池固定支架的结构示意图；

图4为图2中支撑架上的顶板(1)和底板(8)的零件图；

图5为图2中支撑架上的螺杆(3)的零件图；

图6为图3中电池固定支架的电池卡牌(4)的零件图；

图7为图3中电池固定支架的固定钢板(6)的零件图。

图中：1-顶板、2-第一螺母、3-第一螺杆、4-电池卡牌、5-第二螺母、6-固定钢板、7-第二螺杆、8-底板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明所涉及的固定装置包括：支撑架上的顶板1、第一螺母2、第一螺杆3、电池卡牌4、第二螺母5、固定钢板6、第二螺杆7、支撑架上的底板8。支撑架上的顶板1和底板8防止手测绘的数据不精确，设计的孔为弯型孔。三根第一螺杆的间距可以灵活调动，孔与第一螺杆之间的配合为间隙配合，必要时加上垫片。顶板作为第一螺杆和电池固定支架的连接，为减轻重量钢板厚度不能太厚，选用4mm厚钢板，为满足耐高温及应力大的要求，材料选用45刚。底板主要是为了托住电池固定支架，将电池固定支架焊接在底板上；顶板主要是为了防止电池发生热失控爆炸从泄压阀喷出来的物体喷到缸盖上，喷泄物较难清洗。第一螺杆为全螺纹螺杆，其中一端钻一个直径为11.5mm，深度为25mm的孔，该孔用于将第一螺杆套在缸盖上突出的短圆柱外面；第一螺杆横向深8mm处钻直径为6mm的通孔，该通孔用于连接第一螺杆和缸盖，用螺栓穿过第一螺杆以及缸盖上的通孔固定第一螺杆及缸盖。第一螺杆作为全螺纹螺杆，为方便实验人员根据自己的要求手动调整支撑架顶板与底板的位置，分别选用合适的第一螺母将支撑架上的顶板和底板固定在第一螺杆上。电池卡牌4选用1mm厚的钢板做折弯件，两边分别打两个直径为9mm的通孔，用来固定在螺杆上，从而夹紧圆柱形电池。第二螺杆也同样做成全螺纹螺杆，主要目的是方便移动以及固定各个零部件。固定钢板6为减轻重量钢板厚度不能太厚，选用2mm厚钢板，为了满足耐高温及应力大的要求，材料选用45刚。电池固定支架的固定钢板与底板焊接在一起，由四根全螺纹第二螺杆固定住电池卡牌，电池卡牌分别从上下两部分将圆柱形电池夹紧。从而将电池固定在设备的腔体中，在做电池热失控实验过程中，不必担心电池会因为冲击力而发生移动，从而影响图像视频的采集。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种在实验中固定圆柱型锂离子电池的装置。装置包括：支撑架上的顶板和底板、第一螺母、第一螺杆、电池卡牌、固定钢板、第二螺杆、第二螺母等。其结构特征是：由三根全螺纹第一螺杆分别连接设备的缸盖以及整个支撑架，用螺栓连接第一螺杆和缸盖，选用合适的第一螺母将顶板和底板固定在第一螺杆上，具体固定位置可根据自己的要求手动调整。电池固定支架的固定钢板与底板焊接在一起，由四根全螺纹第二螺杆固定住电池卡牌，电池卡牌分别从上下两部分将圆柱型电池夹紧。从而将电池固定在设备的腔体中，在做电池热失控实验过程中，不必担心单体电池会因为冲击力而发生移动，从而影响图像视频的采集。

技术研发人员：纪常伟;孙洁洁;汪硕峰;王兵;徐溥言
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2017.06.27
技术公布日：2017.09.29