CN104237023A - 电池的密封件的极限压力值检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池的密封件的极限压力值检测装置及检测方法，其装置包括电池夹具和压力管路系统，电池夹具包括上盖体(1)、下盖体(2)和套筒(3)；套筒(3)贯穿有增压口(19)；套筒(3)的上螺纹孔(6)与中电池过孔(7)连通处设有上密封圈(9)，上盖体(1)旋合在上螺纹孔(6)内；套筒(3)的下螺纹孔(8)与中电池过孔(7)连通处设有下密封圈(10)，下盖体(2)旋合在下螺纹孔(8)内；其方法的关键是将水压入待测电池(11)，使压力值快速达到警戒值后，再使压力值缓慢增长。该装置和方法使得电池与夹具安装、拆卸过程均方便快捷、便于清理、测量结果精准。

Description

电池的密封件的极限压力值检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及机械领域，具体讲是一种电池的密封件的极限压力值检测装置及检测方法。

背景技术

电池尾部的密封件是柔性材料的盖体，行业内也将该密封件称为密封圈或密封垫，该密封件将装有电解质溶液的电池腔密封，当电池由于温度、撞击等因素导致电池腔内的压力超过密封件的极限压力值时，密封件就破裂，以便电池腔内溶液流出，从而降低电池腔压力，防止电池爆炸。由此可见，密封件的极限压力值必须精确并符合设计要求，才能保证安全，故需要检测装置来检测密封件的极限压力值。

现有技术的电池的密封件的极限压力值检测装置包括电池夹具和压力管路系统。电池夹具由上夹具和下夹具构成，下夹具顶面设有水平向的横截面为下半圆弧的下直槽，下直槽的后端开口且后端开口处设有下半圆弧密封条，下直槽的两侧边设有两条相互平行的直密封条；上夹具底面设有水平向的横截面为上半圆弧的上直槽，上直槽后端开口且后端开口处均设有上半圆弧密封条，上直槽上设有一个与压力管路系统连通的进气口；上夹具四角贯穿四个竖向通孔，下夹具四角设有四个竖向螺纹孔。压力管路系统包括气泵和通断阀，气泵经气管与通断阀连通，通断阀经气管与进气口连通，进气口上设有压力表。

现有技术的检测方法的具体过程如下：人们将电池侧壁钻一个通气孔，再将电池水平放置在下夹具的下直槽内且电池的后端经下直槽的开口伸出，再将上夹具扣合在下夹具上使得上下两个直槽闭合成前端封闭后端开口的圆形盲孔，电池的大部分位于圆形盲孔内而电池后端经盲孔后端的开口伸出盲孔；再用四个竖直向螺钉穿过上夹具四角的四个通孔旋入下夹具四角的四个螺纹孔内，使得两个夹具将各密封条夹紧以实现密封，具体的说，两直密封条实现圆形盲孔侧孔壁的密封，而上下两个半圆弧密封条压合成整圆密封圈以实现电池圆弧面与圆形盲孔后端开口处的密封；随后，启动气泵，使得气体从压力管路系统经进气口、电池的通气孔进入电池腔，电池腔内压力不断增大，直至腔内压力达到密封件的承受极限时，密封件爆破，此时压力表会准确记录密封件爆破时的即时压力值，该即时压力值就是密封件的极限压力值。

现有技术的电池的密封件的极限压力值检测装置及检测方法存在以下缺陷：一，每次检测过程中，需要拧开四个螺钉，揭开上夹具，放入电池，再拧紧四个螺钉，检测结束后，同样需要拧开四个螺钉并揭开上夹具，才能将电池取出，故将电池安装定位在夹具上的过程和从夹具上拆卸的过程均比较复杂，费时费力；二，电池密封件爆破后，会产生大量杂质粉尘，一部分杂质粉尘会遗落在夹具内，不方便清理；三，压力管路系统产生的气体，在电池后端密封件爆炸时会将大量杂质粉尘炸开扩散到空气中，造成污染，严重影响实验室的空气质量，危害健康；四，压力管路系统的作用下，电池腔内压力是快速直线式上升，难以精确测得密封件的极限压力值，如密封件的极限压力是14.6MPa左右，而电池腔内的压力从14MPa快速升到了15MPa，密封件爆裂，但此时压力已经上升到15MPa了，极限压力值的检测结果自然显示15MPa，故检测结果偏大，极不准确。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是，提供一种能使得电池与夹具安装、拆卸过程均方便快捷、便于清理、能避免杂质粉尘扩散到空气中、测量结果精准的电池的密封件的极限压力值检测装置。

本发明的一个技术解决方案是，提供一种电池的密封件的极限压力值检测装置，它包括电池夹具和压力管路系统，压力管路系统包括气泵、通断阀和压力表，

电池夹具包括支架、上盖体、下盖体和固定在支架上的竖向的套筒；

上盖体由头部和螺杆部构成，上盖体沿轴线贯通有上电池过孔；

下盖体也由头部和螺杆部构成，下盖体沿轴线贯通有下电池过孔；

套筒从上往下依次贯穿有上螺纹孔、中电池过孔和下螺纹孔，两个螺纹孔的孔径均大于中电池过孔的孔径；套筒的筒壁上贯穿有增压口；上螺纹孔与中电池过孔连通处的上台阶面上设有上密封圈，上盖体的螺杆部旋合在上螺纹孔内；下螺纹孔与中电池过孔连通处的下台阶面设有下密封圈，下盖体的螺杆部旋合在下螺纹孔内；两个密封圈的内径等于待测电池的外径；

压力管路系统还包括减压阀、单向阀、流量阀、增压阀和水箱；

气泵与通断阀入口连接，通断阀出口分别与流量阀入口和减压阀入口连接，流量阀出口与增压阀入口连接，减压阀出口与单向阀入口连接，单向阀出口也与增压阀入口连接，增压阀出口与水箱入口连接，水箱出口与增压口连接，压力表安装在增压口上。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种能避免杂质粉尘扩散到空气中、测量结果精准的电池的密封件的极限压力值检测方法。

本发明的另一个技术解决方案是，提供一种电池的密封件的极限压力值检测方法，利用压力管路系统将水压入待测电池的电池腔内，并设定一个警戒值，当电池腔内的压力值快速达到警戒值后，再使得电池腔内的压力值缓慢增长，直至待测电池的密封件爆掉，此时电池腔内的压力值就是待测电池的密封件的极限压力值。

分别从安装、拆卸、检测三个步骤来阐述该检测装置的工作原理。

安装前，上下两个盖体旋合在套筒的上下两个螺纹孔内但均不旋紧，两个盖体与上下两个密封圈均不接触，两个密封圈处于自然无压缩状态，此时两密封圈的内径均等于电池的外径，由于电池外径与两密封圈内径的尺寸关系，人们能很轻松的将侧壁打孔后的待测电池竖直插入套筒且保证电池刚好卡在两个密封圈内而不掉落出套筒，而且，电池的底部带密封件的位置则伸出下密封圈；随后，人们将上、下两个盖体旋紧，使得两个盖体将上下两个密封圈分别压紧在上下两个台阶面上，两个密封圈被压扁，即每个密封圈沿高度方向被压缩只能向径向内凸，导致密封圈内径减小以箍紧电池的侧壁，此时，上下两个密封圈、套筒的中电池过孔和电池的侧壁形成了封闭的增压腔室，该腔室唯一的出口就是贯穿套筒侧壁的增压口，电池侧壁的通气孔也位于该腔室内，而电池的后端伸出该腔室，人们只需要启动气泵，使得压力管路系统经增压口向该腔室增压就能实现检测。

检测时，驱动气泵并打开通断阀，在通断阀和增压阀之间，存在两条通路，一是经过流量阀，二是经过减压阀和单向阀，将流量阀的开度设置为远小于减压阀，如流量阀开度仅为减压阀的三分之一，这样，大部分气体经第二条通路流到增压阀，而少部分气体经第一条通路流到增压阀，气体经过增压阀增压，进入水箱，驱动液体经增压口、电池侧壁的通气口进入电池腔内部实现增压；此过程中，可以预先设计一个比极限压力值略小的警戒值，如估计极限压力值为41.6MPa，则设定警戒值为41MPa，先驱动气体从两条通路进入水箱，使得增压口的压力值也就是电池腔内的压力值快速增大，一旦增压口的压力表显示压力到达警戒值，则立即关闭减压阀，使得第二条通路即气体加压的主要通路断开，只剩下少部分气体流过第一通路，进而导致增压口的压力值在到达警戒值后缓慢增长，直至最后电池的密封件爆掉，精确获得密封件的极限压力值。

拆卸时，旋松上下两个盖体，使其不再压缩两个密封圈，两密封圈复位使得其内径也增大复位，内径迅速恢复原始大小，此时电池仍然被两密封圈卡住不掉落，但轻轻一拍电池头部，电池就自动掉落。

经以上分析过程可知，采用以上结构的电池的密封件的极限压力值检测装置及检测方法与现有技术相比，具有以下优点：一，装配时，相比现有技术的拧开四个螺钉，揭开上夹具，放入电池，再拧紧四个螺钉的繁琐过程，本发明的检测装置只需要轻松快捷地将电池竖直插入套筒，再拧紧两个盖体即可，故装配过程明显方便快捷，省时省力；同样，拆卸时，相比现有技术的拧开四个螺钉，揭开上夹具，才能将电池取出的繁琐过程，本发明只需要旋松(无需旋掉)两个盖体，再用手轻轻一拍电池头部，电池就能从套筒中自动掉落，其过程也明显的方便快捷；二、电池密封件爆破后，由于电池是竖直放置，且爆炸部位即电池尾部位于夹具外，故爆炸产生的粉尘杂质会自动掉落，而不沾到夹具内，故明显便捷了清洗过程；三，由于是采用水压增压而不是现有技术的气体增压，相比气体，水对粉尘杂质存在包裹性，避免粉尘杂质扩散到空气中，故明显改善了实验室环境，有益健康；四、测量结果更精确，因为电池腔内的压力一开始快速增大，加快检测速度，而在接近极限压力值时，就开始缓慢增大，直至电池密封件爆掉，故检测结果明显更精确，而且，由于水的密度远大于气体，故水压增大的速度比气压增大的速度缓慢，这样在接近极限压力值时电池腔内压力值增大的速度更慢，其测量结果更精确。

附图说明

图1是本发明电池的密封件的极限压力值检测装置的电池夹具的正剖视结构示意图。

图2是本发明电池的密封件的极限压力值检测装置的压力管路系统的系统原理图。

图中所示1、上盖体，2、下盖体，3、套筒，4、上电池过孔，5、下电池过孔，6、上螺纹孔，7、中电池过孔，8、下螺纹孔，9、上密封圈，10、下密封圈，11、待测电池，12、气泵，13、通断阀，14、减压阀，15、单向阀，16、流量阀，17、增压阀，18、水箱，19、增压口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明电池的密封件的极限压力值检测装置，它包括电池夹具和压力管路系统。

电池夹具包括支架、上盖体1、下盖体2和固定在支架上的竖向的套筒3。

上盖体1由头部和螺杆部构成，上盖体1沿轴线贯通有上电池过孔4；头部固定在螺杆部上端，上电池过孔4依次穿过头部和螺杆部。

下盖体2也由头部和螺杆部构成，下盖体2沿轴线贯通有下电池过孔5。

套筒3从上往下依次贯穿有上螺纹孔6、中电池过孔7和下螺纹孔8，上述的上螺纹孔6、中电池过孔7和下螺纹孔8三者从上往下依次连通。两个螺纹孔的孔径均大于中电池过孔7的孔径；套筒3的筒壁上贯穿有增压口19。上螺纹孔6与中电池过孔7连通处的上台阶面上设有上密封圈9，上盖体1的螺杆部旋合在上螺纹孔6内。下螺纹孔8与中电池过孔7连通处的下台阶面设有下密封圈10，下盖体2的螺杆部旋合在下螺纹孔8内。两个密封圈的内径等于待测电池11的外径。

压力管路系统包括气泵12、通断阀13、压力表、减压阀14、单向阀15、流量阀16、增压阀17和水箱18。

气泵12与通断阀13入口连接，通断阀13出口分别与流量阀16入口和减压阀14入口连接，流量阀16出口与增压阀17入口连接，减压阀14出口与单向阀15入口连接，单向阀15出口也与增压阀17入口连接，增压阀17出口与水箱18入口连接，水箱18出口与增压口19连接，压力表安装在增压口19上。上述部件中，除了水箱18出口与增压口19是经水管连接，其它各个部件均是气管连接。

压力管路系统还包括PLC芯片，PLC芯片分别与压力表和减压阀14电连接。一旦压力表上的显示值达到警戒值，则控制减压阀14关闭。

本发明电池的密封件的极限压力值检测方法，利用压力管路系统将水压入待测电池11的电池腔内，并设定一个警戒值，当电池腔内的压力值快速达到警戒值后，再使得电池腔内的压力值缓慢增长，直至待测电池11的密封件爆掉，此时电池腔内的压力值就是待测电池11的密封件的极限压力值。

Claims (2)

1.一种电池的密封件的极限压力值检测装置，它包括电池夹具和压力管路系统，压力管路系统包括气泵(12)、通断阀(13)和压力表，其特征在于：

电池夹具包括支架、上盖体(1)、下盖体(2)和固定在支架上的竖向的套筒(3)；

上盖体(1)由头部和螺杆部构成，上盖体(1)沿轴线贯通有上电池过孔(4)；

下盖体(2)也由头部和螺杆部构成，下盖体(2)沿轴线贯通有下电池过孔(5)；

套筒(3)从上往下依次贯穿有上螺纹孔(6)、中电池过孔(7)和下螺纹孔(8)，两个螺纹孔的孔径均大于中电池过孔(7)的孔径；套筒(3)的筒壁上贯穿有增压口(19)；上螺纹孔(6)与中电池过孔(7)连通处的上台阶面上设有上密封圈(9)，上盖体(1)的螺杆部旋合在上螺纹孔(6)内；下螺纹孔(8)与中电池过孔(7)连通处的下台阶面设有下密封圈(10)，下盖体(2)的螺杆部旋合在下螺纹孔(8)内；两个密封圈的内径等于待测电池(11)的外径；

压力管路系统还包括减压阀(14)、单向阀(15)、流量阀(16)、增压阀(17)和水箱(18)；

气泵(12)与通断阀(13)入口连接，通断阀(13)出口分别与流量阀(16)入口和减压阀(14)入口连接，流量阀(16)出口与增压阀(17)入口连接，减压阀(14)出口与单向阀(15)入口连接，单向阀(15)出口也与增压阀(17)入口连接，增压阀(17)出口与水箱(18)入口连接，水箱(18)出口与增压口(19)连接，压力表安装在增压口(19)上。

2.一种电池的密封件的极限压力值检测方法，其特征在于：利用压力管路系统将水压入待测电池(11)的电池腔内，并设定一个警戒值，当电池腔内的压力值快速达到警戒值后，再使得电池腔内的压力值缓慢增长，直至待测电池(11)的密封件爆掉，此时电池腔内的压力值就是待测电池(11)的密封件的极限压力值。