一种锂离子电池膨胀力检测装置的制作方法

1.本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种锂离子电池膨胀力检测装置。


背景技术：

2.锂离子电池具有重量轻、储能大、寿命长、温度适应范围广等优点，因此逐渐受到人们的青睐，在储能及动力电池领域也逐渐取代了其它的传统电池。锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，li
+
在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，li
+
从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
3.电芯充电时锂离子从正极脱出嵌入负极，引起负极层间距增大，而出现膨胀，一般而言，电芯越厚，其膨胀量越大，这种膨胀是可逆的；另外一种不可逆的膨胀则主要是在化成过程形成sei膜时产生气体造成的。另外对于高温存储后或者循环次数多的电芯，由于电芯内副反应的进行，导致电芯内会持续产生气体。当电芯内产生的气体较多时，会导致电芯发生鼓胀。若电芯被限制在一个恒定间隙的空间内，电芯由于膨胀将对空间外壁产生一定的作用力。膨胀力的出现，会给电芯和模组均带来危害。对于电芯，其内部压力变大，电芯的性能和寿命会衰减；对于模组，如果膨胀力应对不当，会造成模组尺寸超差，甚至破坏结构框架。
4.目前，针对锂离子电池膨胀力的测试装置，一般只能测量电芯或模组的膨胀力，不能测量膨胀力的分布情况。测量装置大多只能测量预紧力条件下电池的膨胀力，且装置结构复杂，成本较高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种锂离子电池膨胀力检测装置，能够测定恒定间隙内或预紧力条件下电芯充放电过程中膨胀力的变化及膨胀力的分布情况，有助于降低测量成本。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种锂离子电池膨胀力检测装置，包括第一固定板和第二固定板；空间调节板，安装在所述第一固定板和所述第二固定板之间；所述第二固定板和所述空间调节板之间形成用于容纳待测电芯的空间，所述第二固定板靠近所述空间调节板的一侧设置有压力传感器，所述压力传感器用于测量膨胀力大小和分布的变化及膨胀力。
8.优选的，还包括若干个支撑柱，所述第一固定板和所述第二固定板之间通过所述支撑柱连接，所述支撑柱的两端分别通过螺钉固定在所述第一固定板和所述第二固定板，所述第一固定板对应所述支撑柱的位置设置有第一螺纹通孔，所述第一螺纹通孔的底部设置有沉孔。
9.优选的，所述空间调节板分别和所述第一固定板和所述第二固定板平行。
10.优选的，还包括千分尺，所述空间调节板的下表面设置有若干个凹槽，所述千分尺
穿过所述第一固定板并插入所述凹槽内。
11.优选的，所述千分尺通过螺母固定于所述第一固定板上。
12.优选的，还包括定位钉，所述定位钉穿过所述第二固定板与所述空间调节板的左右两侧连接。
13.优选的，所述第二固定板和所述定位钉的连接处设置有两个贯穿孔，所述空间调节板的两侧中部设有与所述定位钉配合的第二螺纹通孔。
14.优选的，所述空间调节板尺寸大于所述待测电芯的尺寸，所述压力传感器的尺寸大于所述待测电芯的尺寸。
15.优选的，所述第一固定板的尺寸和所述第二固定板的尺寸相等，所述空间调节板的尺寸小于所述第一固定板的尺寸。
16.本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括第一固定板和第二固定板；空间调节板，安装在所述第一固定板和所述第二固定板之间；所述第二固定板和所述空间调节板之间形成用于容纳待测电芯的空间，所述第二固定板靠近所述空间调节板的一侧设置有压力传感器，所述压力传感器用于测量膨胀力大小和分布的变化及膨胀力。由于现有锂离子电池膨胀力的测试装置，一般只能测量电芯或模组的膨胀力大小，不能测量膨胀力的分布情况，该检测装置大多只能测量预紧力条件下电池的膨胀力，且装置结构复杂，成本较高，因此，将空间调节板安装在第一固定板和第二固定板之间，通过调整空间调节板和第二固定板之间的间隙，实现恒间隙条件下电芯循环膨胀力的测试，通过调节空间调节板，使得空间调节板和第二固定板压紧待测电芯，可实现预紧力条件下电芯循环膨胀力的测试，其中，压力传感器置于待测电芯的上方，即粘贴于第二固定板下表面，压力传感器采用薄膜压力传感器，可实现电芯循环过程中膨胀力大小及分布的测试，满足恒定间隙或预紧力两种测试条件下电芯膨胀力大小及分布的测量，该检测装置结构简单，成本低。本实用新型能够测定恒定间隙内或预紧力条件下电芯充放电过程中膨胀力的变化及膨胀力的分布情况，有助于降低测量成本。
附图说明
17.下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
18.图1为本实用新型中实施方式一的结构示意图。
19.图2为本实用新型中实施方式一的第一固定板的俯视图。
20.图3为本实用新型中实施方式一的第二固定板的俯视图。
21.图4为本实用新型中实施方式一的空间调节板的俯视图。
22.其中，附图标记说明如下：
23.1-第一固定板；
24.2-第二固定板；
25.3-空间调节板；
26.4-待测电芯；
27.5-压力传感器；
28.6-支撑柱；
29.7-螺钉；
30.8-千分尺；
31.9-螺母；
32.10-定位钉。
具体实施方式
33.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
34.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。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实用新型中的具体含义。
36.以下结合附图1～4对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
37.实施方式一
38.下面结合附图1～4描述实施方式一
39.锂离子电池膨胀力检测装置，包括第一固定板1和第二固定板2；空间调节板3，安装在第一固定板1和第二固定板2之间；第二固定板2和空间调节板3之间形成用于容纳待测电芯4的空间，第二固定板2靠近空间调节板3的一侧设置有压力传感器5，压力传感器5用于测量膨胀力大小和分布的变化及膨胀力。
40.由于现有锂离子电池膨胀力的测试装置，一般只能测量电芯或模组的膨胀力大小，不能测量膨胀力的分布情况，该检测装置大多只能测量预紧力条件下电池的膨胀力，且装置结构复杂，成本较高，因此，将空间调节板3安装在第一固定板1和第二固定板2之间，通过调整空间调节板3和第二固定板2之间的间隙，实现恒间隙条件下电芯循环膨胀力的测试，还通过调节空间调节板3，使得空间调节板3和第二固定板2压紧待测电芯4，可实现预紧力条件下电芯循环膨胀力的测试，其中，压力传感器5置于待测电芯4的上方，即粘贴于第二固定板2下表面，压力传感器5采用薄膜压力传感器5，可实现电芯循环过程中膨胀力大小及分布的测试，满足恒定间隙或预紧力两种测试条件下电芯膨胀力大小及分布的测量，该检测装置结构简单，成本低。
41.在根据本实用新型的锂离子电池膨胀力检测装置中，还包括若干个支撑柱6，第一固定板1和第二固定板2之间通过支撑柱6连接，支撑柱6的两端分别通过螺钉7固定在第一固定板1和第二固定板2，第一固定板1对应支撑柱6的位置设置有第一螺纹通孔，第一螺纹通孔的底部设置有沉孔。具体的，第一固定板1和第二固定板2之间由四个支撑柱6连接，支
撑柱6的两端分别通过螺钉7固定在第一固定板1、第二固定板2的四角位置，螺钉7的数量为八个。此外，第一固定板1连接支撑柱6的位置有四个第一螺纹通孔，固定支撑杆6的通孔外侧面有沉孔。
42.在根据本实用新型的锂离子电池膨胀力检测装置中，空间调节板3分别和第一固定板1和第二固定板2平行。
43.在根据本实用新型的锂离子电池膨胀力检测装置中，还包括千分尺8，空间调节板3的下表面设置有若干个凹槽，千分尺8穿过第一固定板1并插入凹槽内。具体的，空间调节板3的下表面四角位置有四个凹槽，千分尺8穿过第一固定板1并插入空间调节板3的下表面的四个凹槽内，通过调节千分尺8并推进空间调节板3，实现控制空间调节板3与第二固定板2之间间隙的大小，其中，采用千分尺8，可精密调节空间调节板3，确保其与第二固定板2平行，有利于消除电芯各区域间隙差异对膨胀力测试结果的影响。
44.在根据本实用新型的锂离子电池膨胀力检测装置中，千分尺8通过螺母9固定于第一固定板1上，有助于提高千分尺8的稳固性。
45.在根据本实用新型的锂离子电池膨胀力检测装置中，还包括定位钉10，定位钉10穿过第二固定板2与空间调节板3的左右两侧连接。具体的，定位钉10穿过第二固定板2与空间调节板3左右两侧的中部相连，待测电芯4放于空间调节板3及第二固定板2中间，即置于压力传感器5的下方。
46.在根据本实用新型的锂离子电池膨胀力检测装置中，第二固定板2和定位钉10的连接处设置有两个贯穿孔，空间调节板3的两侧中部设有与定位钉10配合的第二螺纹通孔。贯穿孔供定位钉10穿过，使得定位钉10可与空间调节板3的两侧中部的第二螺纹通孔螺接。
47.在根据本实用新型的锂离子电池膨胀力检测装置中，还包括压力传感器5，压力传感器5与测试电脑连接，记录充放电过程中膨胀力大小及膨胀力分布的变化。
48.在根据本实用新型的锂离子电池膨胀力检测装置中，空间调节板3尺寸大于待测电芯4的尺寸，压力传感器5的尺寸大于待测电芯4的尺寸。
49.在根据本实用新型的锂离子电池膨胀力检测装置中，第一固定板1的尺寸和第二固定板2的尺寸相等，空间调节板3的尺寸小于第一固定板1的尺寸。
50.本实用新型的工作原理是：
51.1、将待测电芯4置于空间调节板3与压力传感器5之间；
52.2、调节千分尺8推进空间调节板3，设定空间调节板3与第二固定板2之间的恒定间隙1～150mm；
53.3、将待测电芯4连接充放电设备；
54.4、将压力传感器5与测试电脑连接；
55.5、对待测电芯进行充放电循环测试；
56.6、膨胀力测试软件同步记录恒定间隙条件下电芯的膨胀力大小及分布随循环时间的变化。
57.实施方式二
58.与实施方式一不同的是：本实施方式能够测量恒定预紧力条件下电芯的膨胀力大小及分布随循环时间的变化，具体的：
59.1.调节千分尺8推进空间调节板3，使空间调节板3与第二固定板2压紧待测电芯，
设定初始预紧力为f0；
60.2.将待测电芯4连接充放电设备；
61.3.将压力传感器5与测试电脑连接；
62.4.对待测电芯4进行充放电循环测试；
63.5.膨胀力测试软件同步记录初始预紧力条件下电芯的膨胀力大小及分布随循环时间的变化。
64.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。