锂离子电池膨胀位移测试装置的制作方法

本发明涉及锂离子电池测试装置领域，尤其是一种锂离子电池膨胀位移测试装置。

背景技术：

锂离子电池作为一种比容量高、循环寿命长、环境友好的二次电池，广泛应用在便携式设备和电动汽车等领域。近些年来，随着电动汽车的迅速发展，对锂离子电池提出了更高的要求。目前循环测试时锂离子电池内部膨胀力一般较高，有一定厚度方向的膨胀位移。

尤其动力电芯铝壳开发及应用时，需要掌握铝壳在不同气压下变形量，以及泄压后铝壳塑形残余变形量，以便预估电芯使用过程中可能出现的鼓胀问题。但目前尚没有合适的专用测量夹具，一般使用两块板夹住铝壳，用游标卡尺测量两块板之间的距离，但这种方式误差太大，测量结果不可靠，尤其是对铝壳在小气压下变形结果影响极大，给铝壳开发工作带来了一定困扰。

技术实现要素：

发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种锂离子电池膨胀位移测试装置，改进结构简单，测试方便，可精确测量各种情况下包括小气压下电池膨胀厚度，提高测试效率。

技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：锂离子电池膨胀位移测试装置，具体包括底座；所述底座上垂直设有第一固定块、第二固定块以及活动块；所述第一固定块和第二固定块下端固定于底座上，所述活动块通过多个第一导柱活动设置于第一固定块和第二固定块之间；

所述第一导柱一端通过固定环固定在第一固定块上，另一端穿过活动块并延伸固定在第二固定块内侧壁上；所述第一导柱上设有刻度，且在第一固定块与活动块之间的部位外部套设有弹簧；弹簧初始状态下活动块与第二固定块之间的间隙距离小于待测锂离子电池的厚度；

所述第一导柱至少为两个，分设于活动块两个端部且之间空隙足以容纳待测锂离子电池的放置。

所述第一固定块和第二固定块分别设于底座的两侧边缘部位；合理配置结构，可以减小整体装置的尺寸大小。

所述第一导柱通过尺寸配合的导套穿设于活动块上；导套采用直线轴承结构与导柱点接触配合摩擦阻力较小，一方面起到准确导向保证活动块平行滑动，进而保证厚度测量值的精度，尽可能减少误差来源；另一方面导套的尺寸与第一导柱进行配合，无需对活动块上相应孔的尺寸进行精确控制，降低装置成本。

所述第一导柱数量为4个，分别均匀设于第一个固定块、第二固定块四个端点处；所述导柱通过尺寸配合的导套穿设于活动块上；四个第一导柱均匀设置于四个端点处，一方面可以增加电池膨胀时活动块挤压弹簧移动过程中各个受力点的平衡一致程度，另一方面可以通过四根第一导柱上膨胀前后的读数差值求平均值，进一步减小活动板的微小倾斜带来的误差影响。

所述活动块与第一固定块之间还设有第二导柱；所述第二导柱一端通过支撑座固定于活动块中心部位；另一端活动穿设第一固定块中心设置的孔中；中心部位第二导柱的设置更进一步增加平衡导向受力点，降低测试误差。

所述第二导柱上设有刻度；可增加一个中心部位的数据，进一步减小活动板的微小倾斜带来的误差影响。

所述弹簧的弹簧系数为0.4-0.8N/mm；此弹簧系数的弹簧的弹力适当，不会因为不易伸缩或过于容易伸缩对测试过程和结果产生不利影响，弹簧系数过大将会阻碍电池膨胀。

更进一步的，所述弹簧的弹簧系数为0.5N/mm。

有益效果：本发明所公开的一种锂离子电池膨胀位移测试装置，与现有技术相比，具有以下优点：结构简单，测试方便便捷，可精确测量各种情况下包括小气压下电池膨胀厚度，提高测试效率，增加测试结果精确程度，设备改进成本较低，在日常工作过程中应用灵活，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例1锂离子电池膨胀位移测试装置的立体结构示意图；

图2是本发明实施例1锂离子电池膨胀位移测试装置的主视结构示意图；

图3是本发明实施例1锂离子电池膨胀位移测试装置的第一导柱上活动块与第二固定块之间放大结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

请参阅图1-3所示，本发明公开了一种锂离子电池膨胀位移测试装置，具体包括底座1；所述底座1上垂直设有第一固定块2、第二固定块3以及活动块4；三者平行设置，所述第一固定块2和第二固定块3下端固定于底座1上，且分别设于底座1的左侧和右侧边缘部位；合理配置结构，可以减小整体装置的尺寸大小。

所述活动块4通过四个带有刻度的第一导柱5活动设置于第一固定块2和第二固定块3之间；第一导柱5在第一固定块2与活动块4之间的部位外部套设有弹簧53；所述弹簧的弹簧系数为0.5N/mm；此弹簧系数的弹簧的弹力适当，不会因为不易伸缩或过于容易伸缩对测试过程和结果产生不利影响，弹簧系数过大将会阻碍电池膨胀。弹簧53初始状态下活动块4与第二固定块3之间的间隙距离小于待测锂离子电池100的厚度。

四个第一导柱5分别均匀设于第一个固定块2、第二固定块3四个端点处；两个端部之间空隙足以容纳待测锂离子电池100的放置。四个第一导柱5均匀设置于四个端点处，一方面可以增加电池膨胀时活动块4挤压弹簧移动过程中各个受力点的平衡一致程度，另一方面可以通过四根第一导柱5上膨胀前后的读数差值求平均值，进一步减小活动板的微小倾斜带来的误差影响。

所述第一导柱5一端通过固定环51固定在第一固定块1上，另一端穿过活动块4并延伸固定在第二固定块3内侧壁上；所述第一导柱5通过尺寸配合的导套52穿设于活动块4上；导套53采用直线轴承结构与第一导柱5点接触配合摩擦阻力较小，一方面起到准确导向保证活动块4的平行滑动，进而保证厚度测量值的精度，尽可能减少误差来源；另一方面导套53的尺寸与第一导柱5进行配合，无需对活动块4上相应孔的尺寸进行精确控制，降低装置成本。

所述活动块4与第一固定块5之间还设有设有刻度的第二导柱6；所述第二导柱6一端通过支撑座61固定于活动块4的中心部位；另一端活动穿设第一固定块1中心设置的孔中；中心部位第二导柱6的设置更进一步增加平衡导向受力点，降低测试误差。此外，可增加一个中心部位的数据与四个第一导柱5上读取的数据差一起求平均值，进一步减小活动板的微小倾斜带来的误差影响。

工作过程：

将待测锂离子电池100放置于底座1上且卡设于活动块4与第二固定块3之间，初始状态时，所述活动块4与第二固定块3之间的间隙距离小于待测锂离子电池100的厚度，待测锂离子电池进行放置时通过对弹簧53进行轻微挤压后卡紧置入活动块4与第二固定块3之间；读取四个第一导柱5以及第二导柱6上的初始读数，待测锂离子电池100膨胀后推动活动板4，活动板4被推动，四个第一导柱5和导套53的配合以及中心部位的第二导柱5的共同作用下，确保活动块4的平行滑动，装置稳定后读取四个第一导柱5以及第二导柱6上的膨胀后读数，相应计算读数差值，对五个读数差值取平均值，从而得到电池膨胀位移数据。

测试实施例：

取实施例1的锂离子电池膨胀位移测试装置对27148铁锂电池进行膨胀位移测试，数据记录如表1所示：

表1 27148铁锂电池锂离子电池膨胀位移测试记录与计算

从表1可以看出，多个导柱的测试数据之间偏差较小，取五个点来进行测试取平均值进一步降低了测试误差。

本发明公开的一种锂离子电池膨胀位移测试装置，可方便快捷精确的测试出各种型号尺寸规格的锂离子电池的膨胀位移数据，与传统的手工测试来比，明显提高测试效率，增加测试结果精确程度，设备改进成本较低，在日常工作过程中应用灵活，提高工作效率。