一种电池产气测试装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于电池产气测试的装置。

背景技术：

近年来，锂离子电池广泛应用于手机、电脑和电动汽车等领域，锂离子电池具有续航时间长、使用寿命长、自放电率低和绿色环保等优点。

锂离子电池在进行充放电(初期化成、过充电、过放电、高温存储、高温循环等测试)过程中会产生气体，气体产生会引起极片膨胀以及增加电池内阻，从而对电池的循环性能产生非常大的影响，气体产生的量越多，电池的循环性能就越差，容量快速衰减，因此对锂离子电池初期化成、过充电、过放电、循环高温存储等测试过程中产生气体的量的监测显得尤为重要。通过监测产气量，能够更好地指导研究者们对电池材料以及电池设计进行优化和改进。

常用的电池产气测试方法主要有排水法和集气法。排水法是利用在容器中，没入水中物体的体积等于液位上升增加的体积。但是，由于装载的容器体积较大，由于放入测量物体引起的液位上升变化量有限，误差较大；集气法是利用TI计算器和气压传感器，通过对一定量的气体在等温变化中压强、体积的测定，并拟合函数关系，从而测出位于其中的不规则形状物体的体积。但是，此种方法操作要求高，且存在一定的测量误差，在实际应用中不常用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中的电池产气测试方法精度低的问题，提供一种电池产气测试装置。

本实用新型提供的电池产气测试装置包括检测组件、信号处理主机和具有两个电极且用于对电池进行充放电的辅助组件；所述检测组件包括支架、重量传感器和两个用于固定电池的夹具；所述重量传感器连接至支架，并可相对于支架固定；所述两个夹具分别与辅助组件的两个电极电连接，用于将电池的两个电极分别电连接至所述辅助组件的两个电极；同时所述夹具连接至重量传感器，并可将电池的重力传递至所述重量传感器，以使其产生重量信号；所述信号处理主机连接至所述重量传感器，并可对所述重量传感器产生的重量信号进行处理和输出。

本实用新型基于电池产气后体积发生变化这一现象，结合在液体中体积变化将导致电池受到的浮力发生变化这一机理，创造性的提出了如下产气测量方法：测量产气前后电池在液体中重量的差异(这一差异由产气后体积变化所带来的浮力变化而导致)，然后以重量的差异作为产气前后浮力的变化量反向推算出电池体积的变化量。

基于上述机理，本实用新型所提供的电池产气测试装置需要准确测量出电池产气前后在液体中重量的差异。在上述结构下，通过上述两个夹具固定电池，使电池不与其他物体(例如盛放液体的容器)接触或干涉，避免受其他外力的干扰。电池的重量通过夹具传递至重量传感器，由重量传感器测试电池在液体中的重量及变化情况。同时，两个夹具分别于电池的两个电极电连接，并进而电连接至用于促使电池产气的辅助组件。通过辅助组件与电池形成的回路，对电池进行充放电(初期化成、过充电、过放电、高温循环等测试)，使电池逐渐产气，在电池产气过程中，监控重量传感器测量得到的重量变化。

并且，本发明提供的电池产气测试装置可实时采集数据，并对测试过程数据自动记录，便于后续对数据的处理，例如根据测试得到的重量随时间变化的关系绘制曲线，便于进一步分析电压、电流对电池产气量的影响。

进一步的，所述检测组件还包括承载部；所述承载部设置于所述支架上，所述重量传感器设置于所述承载部上。

进一步的，所述支架包括支架底座和支架杆；所述支架杆的一端固定于所述支架底座上；所述承载部设置于所述支架杆上，并可沿所述支架杆移动以及在所述支架杆上任意位置固定。

通过上述结构，承载部可在支架杆的任意位置固定，从而可根据电池形状体积等条件调整电池位置，从而使测试在最优的位置下进行。

进一步的，所述承载部包括承载体和传感器连接端口；所述承载体设置于所述支架杆上，并可沿所述支架杆移动以及在所述支架杆上任意位置固定；所述重量传感器设置于所述承载体上；所述传感器连接端口连接至所述重量传感器，并作为所述重量传感器的输出端口与所述信号处理主机连接。

进一步的，所述承载部还包括调平仪；所述调平仪固定于所述承载体上。

通过设置上述调平仪，使重量传感器在最准确的位置进行测试，避免由于位置歪斜而导致测试结果精度下降的问题。

进一步的，所述检测组件还包括相互连接的连接臂和两个连接杆；所述两个连接杆分别与所述两个夹具固定连接，并可将夹具所受到的拉力传递至所述连接臂；所述连接臂固定于所述重量传感器上，用于将连接杆受到的拉力传递至重量传感器。

进一步的，所述两个连接杆和所述两个夹具均为导体；所述两个连接杆分别与辅助组件的两个电极电连接。

进一步的，所述两个连接杆均可沿竖直移动的设置于所述连接臂上；所述检测组件还包括两个锁紧夹头；所述两个锁紧夹头分别套设于所述两个连接杆上，并可固定于所述连接臂上，用于将所述两个连接杆固定于所述连接臂上。

通过上述结果利于调整电池的位置，利于测试的进行。

进一步的，所述信号处理主机包括主机壳、显示器、信号处理器；所述信号处理器位于主机壳内，并且信号处理器与所述重量传感器和显示器连接，用于将重量传感器传输的信号进行处理后传输至所述显示器，并由显示器显示重量读数。

进一步的，所述信号处理主机还包括信号传输器；所述信号传输器与所述信号处理器连接，用于将信号处理器输出的信号通过有线或无线的方式传输至固定或移动终端。

附图说明

图1是本实用新型优选实施方式提供的电池产气测试装置中检测组件的立体图；

图2是本实用新型优选实施方式提供的电池产气测试装置中检测组件的爆炸图；

图3是本实用新型优选实施方式提供的电池产气测试装置中信号处理组件的立体图。

说明书附图中的附图标记如下：

10、检测组件；

1011、支架底座；1012、支架杆；1021、承载体；1022、传感器连接端口；1023、顶紧螺丝；1024、调平仪；1031、重量传感器；1032、连接臂；1033、封装罩；1041、连接杆；1042、夹具；1043、锁紧夹头；

20、信号处理主机；

201、主机壳；2011、开关；2012、散热孔；202、信号处理器；203、显示器；204、信号传输器。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合图1-图3对本实用新型优选实施方式提供的电池产气测试装置的结构进行详细说明。

该电池产气测试装置包括检测组件、信号处理主机和用于对电池进行充放电的辅助组件(图中未示出)。

图1和图2示出了检测组件10的结构。具体的，该检测组件10包括支架、承载部、重量传感器1031、连接臂1032、封装罩1033、两个连接杆1041和两个夹具1042。

支架包括支架底座1011和支架杆1012。支架底座1011作为基底，保证检测组件10的稳定。支架杆1012沿竖直方向设置，其一端固定于支架底座1011上。常用的，可采用常规化学领域的铁架台作为支架。

承载部包括承载体1021、传感器连接端口1022、调平仪1024和两个顶紧螺丝1023。

支架杆1012沿竖直方向穿设于所述承载体1021上，承载体1021可沿支架杆1012上下移动。两个顶紧螺丝1023从水平方向穿设于承载体1021上，并且两个顶紧螺丝1023的端部可抵压于支架杆1012上。本领域技术人员所知晓的，将承载体1021沿支架杆1012移动至目标位置，然后拧紧顶紧螺丝1023，使顶紧螺丝1023的端部抵压于支架杆1012上，即可实现承载体1021在支架杆1012上目标位置的固定。

同时，调平仪1024设置于承载体1021上。并且两个顶紧螺丝1023上下设置，通过调节两个顶紧螺丝1023的相对松紧程度，结合调平仪1024的指示，可在一定程度上实现调平。

承载体1021上还设置有传感器连接端口1022，该传感器连接端口1022用于与信号处理主机20通过数据线连接，实现数据的传输。

重量传感器1031固定于上述承载体1021上。重量传感器1031连接至传感器连接端口1022，通过传感器连接端口1022和数据线实现与信号处理主机20的连接。

为便于连接和测试，上述连接臂1032沿水平方向固定于重量传感器1031上，通过连接臂1032向外延伸，利于与电池连接。可以理解的上述连接臂1032为刚性体。

封装罩1033与承载体1021配合连接，将重量传感器1031封装在封装罩1033内部，避免由于误操作或其他物体干扰而影响测试精度。

两个连接杆1041沿竖直方向穿设于连接臂1032上。两个连接杆1041下端分别与两个夹具1042固定连接。

两个连接杆1041上均套设有锁紧夹头1043，并且，两个锁紧夹头1043可固定于所述连接臂1032上，通过两个锁紧夹头1043，可使连接臂1032固定于两个连接杆1041上的不同位置，即可调节两个夹具1042在不同的高度固定。

本实施方式中，上述辅助组件可采用常规的对电池进行充放电的装置，例如用于对电池进行初期化成、容量测试、过充电测试、过放电测试、高温循环测试的常用装置。辅助逐渐只需能使电池按设定参数进行充放电时产气即可。

辅助装置的两个电极分别于上述两个连接杆1041电连接。上述两个连接杆1041和两个夹具1042均为导体。两个夹具1042分别与电池的两个电极固定电连接，从而使电池与辅助组件形成回路。

图3示出了信号处理主机20的结构。具体的，该信号处理主机20包括主机壳201、信号处理器202、显示器203和信号传输器204。

信号处理器202设置于主机壳201内，并且信号处理器202通过数据线与前述传感器连接端口1022连接，实现信号的传输。

显示器203设置于主机壳201上，并且显示器203与信号处理器202连接。信号处理器202形成的信号经显示器203进行重量数据显示。

本领域技术人员可以想到的，通过中上述重量传感器1031检测并经信号处理器202初步处理得到的是重量数据。本领域技术人员可在此基础上，对信号处理器202或后续显示终端进行调整，输入电池的尺寸参数，并对计算程序进行修改，可使显示器203直接输出产气所导致的电池体积变化量。

信号传输器204设置于主机壳201上，并且信号传输器204与信号处理器202连接，信号处理器202形成的信号可经过信号传输器204进行无线传输，实现在移动终端上的显示，便于操作人员在离场的情况下对测试过程进行监控。

主机壳201上设有用于控制电源通断的开关2011。同时，主机壳201上还开设有用于散热的散热孔2012。

下面结合该电池产气测试装置对本实用新型提供的电池产气测试方法进行说明。

测试过程优选在0～40℃条件下进行。测试前，先用两个夹具1042牢固夹持电池，并使两个夹具1042与电池的两个电极电连接，然后调整电池与用于盛放液体的容器之间的位置，使电池不与容器发生干涉。

然后采用数据线将传感器连接端口1022与信号处理主机20的信号处理器202连接。再将两个连接杆1041分别电连接至辅助组件的两个电极上。然后打开信号处理主机20的开关，在待测环境下将电池、液体、及整个测试装置静置20分钟以上，使得其各部分达到环境温度，降低温度变化对测试结果的影响。

最后将液体倒入容器中，使液体浸没电池。待整个系统稳定后，记录下此时测试开始时间及显示器203上所显示的重量数据M1，作为电池产气前在液体中的重量。

将整个测试装置保持当前状态，然后开启辅助组件，对电池进行充放电。待辅助组件按预设条件完成对电池的充放电后，通过移动终端或现场查看显示器203显示的重量数据，记录下测试的重量数据M2。此时M2与M1的差值即为电池产气前后所受到的浮力的差值。再结合液体的密度等参数计算出电池产气前后的体积变化量。

同时，上述电池产气测试装置可实时采集数据，例如每间隔6s记录一次数据，并对测试过程数据自动记录，便于后续对数据的处理，例如根据测试得到的重量随时间变化的关系绘制曲线，便于进一步分析电压、电流对电池产气量的影响。

上述测试过程中，若采用的液体具有挥发性，可在容器上设置一容器盖，减少液体挥发所带来的影响。可以理解的，该容器盖的设置应保证对两个连接杆1041无干涉。

本实用新型提供的测试方法操作简单，精度高，耗时短。所采用的测试装置结构简单，便于操作，测试精度高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。