一种电池针刺检测装置的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池针刺检测装置。


背景技术：

2.现在在世界范围内环境和能源问题愈发突出，随着国家对绿色出行、节能减排的大力提倡，尤其是最近“碳达峰、碳中和”的提出，新能源逐步代替传统能源消耗已成为了大势所趋，尤其是在新能源汽车领域，已成为国家的重点扶持和建设的领域。
3.动力锂离子电池是制约新能源汽车产业发展的核心要素。随着能量密度和能量等级的提升，动力锂离子电池的燃烧和爆炸安全问题更加突出，限制新能源汽车的推广和使用。其中，对于电池进行安全性检测已成为电池从生产到市场化的极其重要的一步，而电池的针刺实验作为安全性测试的核心实验，已成为各大电池生产厂商非常看重的领域。
4.现在市场对电池的安全性要求更加严格，对针刺实验的复杂工况测试条件也提出了更多的要求，尤其是针刺点的位置精度可能就要达到毫米级甚至更高。目前市场上存在的针刺的夹具及检测装置的针刺点位置精度较低，其只需要在某一范围进行针刺实验就默认达到要求，甚至只是在电池的大概中心位置进行针刺实验，很多都不能满足越来越严格的实验要求。
5.随着对电池机理研究的深入，在电池安全性针刺实验中，针刺点的不同位置对电池热失效的影响情况也千差万别，不同的电池运行工况也要求测试不同位置的针刺点，来检测电池的安全性；现在很多电池生产厂商也都需要对不同的针刺点进行针刺实验，但现有的在针刺夹具和设备达不到这些针刺实验尤其是针刺位置精度的需求。同时现有的夹具对圆柱型电池的夹持一直是一个大难题，圆柱型电池在夹持的过程中很容易出现翻转现象，影响针刺效果，有的夹具通过弧形块将圆柱形电池夹紧，但其适用的范围比较有限，对于圆柱形电池的直径大于其弧形块的弧面直径时，则很难将其夹紧。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题在于，提出一种针刺精度高、夹持稳固、调节方便，且适用范围广的电池针刺检测装置。
7.本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种电池针刺检测装置，包括有：
8.基座和刺针，所述基座沿其周向依次设有呈间隔设置的第一安装部、第二安装部、第三安装部和第四安装部，所述基座的中部设有一供刺针穿过的刺针孔；所述基座沿其长度方向设有横向定位尺，所述基座沿其宽度方向设有纵向定位尺；所述刺针活动地设置在所述刺针孔的上方；
9.呈平行设置的第一丝杆和第二丝杆，所述第一丝杆和第二丝杆两者的一端安装在所述第一安装部上，所述第一丝杆和第二丝杆两者的另一端安装在所述第二安装部上；
10.呈平行设置的第三丝杆和第四丝杆，且所述第三丝杆、第四丝杆、第一丝杆和第二丝杆四者均呈平行设置，所述第三丝杆和第四丝杆两者的一端安装在所述第三安装部上，
所述第三丝杆和第四丝杆两者的另一端安装在所述第四安装部上；
11.用于夹紧电池的第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和第二夹板两者的一端活动地设置在所述第一丝杆和第二丝杆上，所述第一夹板和第二夹板两者的另一端活动地设置在所述第三丝杆和第四丝杆上；
12.第一调节螺母和第二调节螺母，所述第一夹板沿其两侧设有四对所述第一调节螺母，且所述第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆和第四丝杆四者上分别设有一对所述第一调节螺母；所述第二夹板沿其两侧设有四对所述第二调节螺母，且所述第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆和第四丝杆四者上分别设有一对所述第二调节螺母。
13.进一步地，所述第一夹板靠近所述第二夹板的侧面上，以及所述第二夹板靠近所述第一夹板的侧面上均设有多个凸起，当所述电池夹持在所述第一夹板和第二夹板之间时，第一夹板上的多个所述凸起以及第二夹板上的多个所述凸起抵顶在所述电池上。
14.进一步地，所述凸起的截面呈三角形或梯形或锯齿形。
15.进一步地，所述横向定位尺和所述纵向定位尺均设有两个，一所述横向定位尺处于所述第一丝杆和第二丝杆的下方，另一所述横向定位尺处于所述第三丝杆和第四丝杆的下方；两所述纵向定位尺呈平行、间隔设置，且均垂直于两所述横向定位尺。
16.进一步地，所述基座包括有一呈矩形设置的底板，所述第一安装部、第二安装部、第三安装部和第四安装部均为支撑杆，四根所述支撑杆分布于所述底板的四角处。
17.进一步地，所述第一丝杆和第二丝杆两者的一端均伸出所述第一安装部外，所述第一丝杆和第二丝杆两者的另一端均伸出所述第二安装部外，且所述第一丝杆和第二丝杆两者的两端在所述第一安装部外和第二安装部外各设有一第一固定螺母；
18.所述第三丝杆和第四丝杆两者的一端均伸出所述第三安装部外，所述第三丝杆和第四丝杆两者的另一端均伸出所述第四安装部外，且所述第三丝杆和第四丝杆两者的两端在所述第三安装部外和第四安装部外各设有一第二固定螺母。
19.进一步地，所述第一丝杆和第二丝杆通过所述第一固定螺母可拆卸地固定在所述第一安装部和第二安装部上；所述第三丝杆和第四丝杆通过所述第二固定螺母可拆卸地固定在所述第三安装部和第四安装部上。
20.进一步地，所述第一安装部和第四安装部之间，以及所述第二安装部和第三安装部之间均连接有一连杆。
21.进一步地，所述刺针孔呈圆形通孔设置。
22.进一步地，所述第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆以及第四丝杆四者的结构均相同，所述第一调节螺母、第二调节螺母、第一固定螺母以及第二固定螺母四者的结构均相同。
23.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
24.本发明中，在基座的一端平行地设置了第一丝杆和第二丝杆，基座的另一端平行地设置了第三丝杆和第四丝杆，在基座的底板上设置了横向定位尺和纵向定位尺，第一夹板和第二夹板均活动地设置在四根丝杆上，四根丝杆限制了第一夹板和第二夹板的转动自由度，且通过第一调节螺母和第二调节螺母调节第一夹板和第二夹板的位置，即限制了第一夹板和第二夹板的移动自由度，以调节电池的位置，并通过横向定位尺和纵向定位尺精确定位，保证针刺的位置精度，基本可适用于所有类型的电池，适用范围广，定位尺可以根据需要进行调换；且将第一夹板和第二夹板均设置在四根丝杆上，保证第一夹板和第二夹
板在夹持电池的过程中，不会发生偏转、松动的情况，夹持可靠，另一方面，在第一夹板和第二夹板的两内侧面上均设置了多个凸起(即使得第一夹板和第二夹板的夹持面的粗糙度均很大)，在夹持电池的时候，保证有足够大的摩擦力，保证夹持不会滚动、松动和偏移，对于方壳电池、软包电池，特别是圆柱形电池，均能保证夹持稳固。使用过程中，调节也非常方便，只需转动第一调节螺母和第二调节螺母即可实现第一夹板和第二夹板的位置调节，横向定位尺和纵向定位尺均设置了平行的两根，保证电池针刺的位置精准，整个装置的零件互换性高。
附图说明
25.图1为本发明针刺检测装置的结构示意图；
26.图2为图1另一视角的结构示意图；
27.图3为针刺检测装置检测圆柱形电池的结构示意图；
28.图4为针刺检测装置检测方壳电池的结构示意图；
29.图5为针刺检测装置检测软包电池的结构示意图；
30.图6为图4的俯视图(针刺位置在中心时)；
31.图7为图4的俯视图(针刺位置偏离中心时)；
32.图8为图7中a处的局部放大图。
33.图中：
34.1、基座；10、第一安装部；11、第二安装部；12、第三安装部；13、第四安装部；14、横向定位尺；15、纵向定位尺；16、底板；17、连杆；18、刺针孔；
35.2、刺针；
36.3、第一丝杆；4、第二丝杆；5、第三丝杆；6、第四丝杆；
37.7、第一夹板；78、凸起；8、第二夹板；
38.9a、第一调节螺母；9b、第二调节螺母；9c、第一固定螺母；9d、第二固定螺母；
39.20a、圆柱形电池；20b、方壳电池；20c、软包电池。
具体实施方式
40.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
41.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
42.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两
个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
45.如图1-图2所示，一种电池针刺检测装置，包括有：基座1和刺针2，所述基座1沿其周向依次设有呈间隔设置的第一安装部10、第二安装部11、第三安装部12和第四安装部13，具体地，所述第一安装部10、第二安装部11、第三安装部12和第四安装部13均为支撑杆，四根所述支撑杆分布于所述底板16的四角处，在四根支撑杆上分别开设两个通孔，供四根丝杆安装，且所述基座1包括有一呈矩形设置的底板16，底板16将整个装置的重量支撑；所述第一安装部10和第四安装部13之间，以及所述第二安装部11和第三安装部12之间均连接有一连杆17。所述基座1的中部设有一供刺针2穿过的刺针孔18，其刺针孔18开设在底板16的中部；所述基座1沿其长度方向设有横向定位尺14，所述基座1沿其宽度方向设有纵向定位尺15，具体地，所述横向定位尺14和所述纵向定位尺15均设有两个，以保证两夹板的位置精度，进而保证电池的夹持位置，保证针刺的位置精度；所述刺针2活动地设置在所述刺针孔18的上方，且所述刺针孔18呈圆形通孔设置，在实际实验过程中，将刺针孔18设置成通孔，保证刺针2可以从上至下穿透电池，基座1不会对刺针2造成干涉，刺针2用钢针，为耐高温的针刺实验用针，一般为直径5mm-8mm，可以便捷更换针刺头。同时支撑杆处于基座1上，为四根丝杆提供支撑作用，连杆17连接两支撑杆，使支撑杆稳定性更好。
46.呈平行设置的第一丝杆3和第二丝杆4，所述第一丝杆3和第二丝杆4两者的一端安装在所述第一安装部10上，所述第一丝杆3和第二丝杆4两者的另一端安装在所述第二安装部11上；呈平行设置的第三丝杆5和第四丝杆6，且所述第三丝杆5、第四丝杆6、第一丝杆3和第二丝杆4四者均呈平行设置，所述第三丝杆5和第四丝杆6两者的一端安装在所述第三安装部12上，所述第三丝杆5和第四丝杆6两者的另一端安装在所述第四安装部13上。
47.用于夹紧电池的第一夹板7和第二夹板8，所述第一夹板7和第二夹板8两者的一端活动地设置在所述第一丝杆3和第二丝杆4上，所述第一夹板7和第二夹板8两者的另一端活动地设置在所述第三丝杆5和第四丝杆6上。第一调节螺母9a和第二调节螺母9b，所述第一夹板7沿其两侧设有四对所述第一调节螺母9a，且所述第一丝杆3、第二丝杆4、第三丝杆5和第四丝杆6四者上分别设有一对所述第一调节螺母9a；所述第二夹板8沿其两侧设有四对所述第二调节螺母9b，且所述第一丝杆3、第二丝杆4、第三丝杆5和第四丝杆6四者上分别设有一对所述第二调节螺母9b。
48.在实际使用过程中，在基座1的一端平行地设置了第一丝杆3和第二丝杆4，基座1的另一端平行地设置了第三丝杆5和第四丝杆6，在基座1的底板16上设置了横向定位尺14和纵向定位尺15，第一夹板7和第二夹板8均活动地设置在四根丝杆上，四根丝杆限制了第一夹板7和第二夹板8的转动自由度，且通过第一调节螺母9a和第二调节螺母9b调节第一夹板7和第二夹板8的位置，即限制了第一夹板7和第二夹板8的移动自由度，以调节电池的位置，并通过横向定位尺14和纵向定位尺15精确定位，保证针刺的位置精度，基本可适用于所有类型的电池，适用范围广，定位尺可以根据需要进行调换；且将第一夹板7和第二夹板8均设置在四根丝杆上，保证第一夹板7和第二夹板8在夹持电池的过程中，不会发生偏转、松动
的情况，夹持可靠。
49.如图3所示，为本电池针刺检测装置用于对圆柱形电池20a进行刺针检测时的示意图；如图4所示，为电池针刺检测装置用于对方壳电池20b进行刺针检测时的示意图；如图5所示，为电池针刺检测装置用于对软壳电池20c进行刺针检测时的示意图。如图6-图7所示，通过调节第一夹板7和第二夹板8的位置以及电池本身的位置，对照两个横向定位尺14和两个纵向定位尺15保证电池针刺位置的精确度。
50.如图7-图8所示，所述第一夹板7靠近所述第二夹板8的侧面上，以及所述第二夹板8靠近所述第一夹板7的侧面上均设有多个凸起78，当所述电池夹持在所述第一夹板7和第二夹板8之间时，第一夹板7上的多个所述凸起78以及第二夹板8上的多个所述凸起78抵顶在所述电池上，即可以通过增加第一夹板7的内表面以及第二夹板8的内表面的粗糙度，保证其夹持电池可靠。其中，所述凸起78的截面呈三角形或梯形或锯齿形，可以第一夹板7和第二夹板8的内表面进行磨削、滚压、抛光、电镀等工艺进行加工。
51.在实际使用过程中，在第一夹板7和第二夹板8的两内侧面上均设置了多个凸起78(即使得第一夹板7和第二夹板8的夹持面的粗糙度均很大)，在夹持电池的时候，保证有足够大的摩擦力，保证夹持不会滚动、松动和偏移，对于方壳电池20b、软包电池20c，特别是圆柱形电池20a，均能保证夹持稳固。
52.如图1-图7所示，横向定位尺14和纵向定位尺15的数量均为两根，一所述横向定位尺14处于所述第一丝杆3和第二丝杆4的下方，另一所述横向定位尺14处于所述第三丝杆5和第四丝杆6的下方；两所述纵向定位尺15呈平行、间隔设置，且均垂直于两所述横向定位尺14。在实际使用过程中，横向定位尺14和纵向定位尺15均设置了平行的两根，保证电池针刺的位置精准。
53.优选地，所述第一丝杆3和第二丝杆4两者的一端均伸出所述第一安装部10外，所述第一丝杆3和第二丝杆4两者的另一端均伸出所述第二安装部11外，且所述第一丝杆3和第二丝杆4两者的两端在所述第一安装部10外和第二安装部11外各设有一第一固定螺母9c；所述第三丝杆5和第四丝杆6两者的一端均伸出所述第三安装部12外，所述第三丝杆5和第四丝杆6两者的另一端均伸出所述第四安装部13外，且所述第三丝杆5和第四丝杆6两者的两端在所述第三安装部12外和第四安装部13外各设有一第二固定螺母9d。其中，所述第一丝杆3和第二丝杆4通过所述第一固定螺母9c可拆卸地固定在所述第一安装部10和第二安装部11上；所述第三丝杆5和第四丝杆6通过所述第二固定螺母9d可拆卸地固定在所述第三安装部12和第四安装部13上。在实际使用过程中，第一夹板7和第二夹板8的位置可以分别通过第一调节螺母9a和第二调节螺母9b进行大范围或者小范围的调节，在将电池夹持稳固后，如果还需要临时小范围调节第一夹板7和第二夹板8的位置，还可以分别调节第一固定螺母9c和第二固定螺母9d来实现小范围调节，调节方便、快捷，且无需重复夹持电池，且四根丝杆通过第一固定螺母9c和第二固定螺母9d固定在基座1上，拆卸、更换方便。
54.其中，所述第一丝杆3、第二丝杆4、第三丝杆5以及第四丝杆6四者的结构均相同，所述第一调节螺母9a、第二调节螺母9b、第一固定螺母9c以及第二固定螺母9d四者的结构均相同，保证整个装置的零件互换性高。
55.在实际使用过程中，本装置的调节非常方便，只需转动第一调节螺母9a和第二调节螺母9b即可实现第一夹板7和第二夹板8的位置调节；且对市场上主流的封装结构电池都
具有很强的适用性，具有普适性的极大优势，适用范围广；同时，精度尺(横向定位尺14和纵向定位尺15)的精度也可调换，可以按需求进行调换，满足电池针刺不同的位置精度要求。
56.在进行针刺实验时，先调节四根丝杆上的调节螺母来带动第一夹板7和第二夹板8移动，第一夹板7和第二夹板8开始从两边向电池靠近，和电池慢慢接触，将电池夹紧，保证电池不发生晃动，且两夹板处于稳定状态，然后启动设备，刺针2开始向下移动，慢慢向电池靠近，从与电池接触直至将电池刺穿，钢针刺入通孔中，待针刺实验结束后，启动设备，刺针2复位，对电池的针刺实验结束。
57.本方案中，本电池针刺检测装置的针刺精度高、夹持稳固、调节方便，且适用范围广。
58.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。