CN109037531A - 一种智能多功能电池贮存架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能多功能电池贮存架，包括：贮存架本体(1)、控制单元和贮存板(3)。所述贮存架通过控制单元以间歇性地对电池电压进行自动测量，节省电池电力和人力劳动；智能化水平高，能够有效检测电池电压，避免电池过放电对电池的损害。

Description

一种智能多功能电池贮存架

技术领域

本申请涉及一种电池贮存架，具体涉及一种智能多功能电池贮存架。

背景技术

金属锂是自然界中最轻并且标准电极电位最低的金属，具有比其他化学能更高的能量密度和功率密度，又由于锂元素是一种在自然界中广泛存在的元素，价格低廉，近年来广泛应用在动力汽车、储能设备、医疗机械等各个领域。因此关于锂电池的研究进入了快速发展阶段，各研究院所、电池厂家、检测机构等纷纷组建了锂电池实验室，对锂电池的电性能、机械安全、使用寿命等开展研究，这就对锂电池的贮存提出了要求，大部分的研究表明，锂离子电池在25％～80％之间的荷电态储存时，电池具有良好的储存性能。但电池在贮存过程中会发生自放电现象，即电池在贮存时，容量自然损失的现象，表现为贮存一段时间后开路电压的下降。目前实验室大多在室温、通风的状态下将电池贮存在样品架上，但如电池储存时间过长，电池自放电过多，可能造成锂离子电池的容量损失过多，会使电池的性能发生不可逆的衰减，因此需发明一种智能多功能锂电池实验室贮存架，可以定期检测贮存电池的电压，如某一电池电压相对降低过快或是低于设定阈值，可及时通知实验人员对电池进行检测或是处理。

发明内容

针对现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种智能多功能电池贮存架，该贮存架可以在贮存电池的时候，可定期检测电池的电压，当某一电池的电压低于设定的阈值时，贮存架上该电池对应的警示灯亮起，提醒有关人员对该电池进行检测或是处理，保证贮存电池在下次使用时能具有良好的性能，也可利用定期检测结果了解该批单体电池的一致性情况。

本发明提供的技术方案如下：

一种智能多功能电池贮存架，包括：贮存架本体、控制单元和贮存板；其中，贮存架本体包括多层，层与层之间通过贮存板相间隔；其特征在于，

每块贮存板都包括多个警示灯、多个序号标志、多个电池夹具和多个隔板；该多个电池夹具在贮存板上呈横向单排排列，用于对电池进行夹持和电压测量；并且，相邻的电池夹具之间通过插接在贮存板上的隔板相互间隔开；并且，该电池夹具包括电压采集端、电压针以及电池固定卡座，其中，电池固定卡座用于对电池进行夹持；电压针用于与电池的正、负极耳进行接触，并在电池固定卡座夹持后能够进一步提供一定大小的力对电池进行夹紧固定；电压采集端，设置在电池夹具的顶面上，用于与电压针进行连接以对电池的电压进行采集，并将采集得到的电压信号传递给控制单元；其中，

所述电压采集端包括蝶形螺帽、蝶形螺栓和夹紧弹簧，其通过多股金属丝绞合的绝缘软导线与所述电压针连接，当所述电压针移动时所述绝缘软导线可以提供足够的伸缩量；

所述电压针包括夹紧把手、固定支架、滑动杆、水平支撑杆、弹簧支撑和探针；其中，探针的接触电池端套设在衡力的所述弹簧支撑上，并穿过水平支撑杆连接到所述绝缘软导线，当探针接触电池的正负极耳后，可以借助弹簧支撑的弹簧力向固定端滑动，并且保持压力适中,防止由于夹紧把手的夹紧力过大而破坏电池的极耳；水平支撑杆固定在滑动杆上，水平支撑杆左右两侧各设置一根探针，探针、水平支撑杆、滑动杆一起在固定支架上整体滑动，并由夹紧把手进行控制，通过上下搬动夹紧把手将电压针做水平移动；当夹紧把手向放置电池的一方搬动，即夹紧电池时，电压针的探针与电池的正、负极耳相接触，当夹紧把手向远离放置电池的一方搬动，即松开电池时，电压针的探针与电池的正、负极耳断开接触；

所述控制单元，用于将电压采集端采集到的电压信号进行控制以及对警示灯信号进行关闭；

每个电池夹具在所述贮存板的正面侧对应有各自的序号和警示灯，当某一单体电池的电压低于设定的电压阈值时，其对应的警示灯亮起，直到通过控制单元的操作面板关闭警示灯。

其中，通过所述控制单元的操作面板设置检测电压的时间间隔和电压阈值，通过电压采集端检测并存储电池电压；以及记录单体电池警示灯亮起的序号。

其中，所述贮存架本体由铝合金制成，所述贮存板和隔板由环氧树脂板制成。

其中，所述电池固定卡座由三块固定板组成，所述固定板在电池夹具的左右两侧各设置一块，另外一块固定在夹具的底部，以此来从三个方向对电池进行固定；所述固定板通过螺栓固定在夹具的底板上，以防止电压针移动时，电池位置发生变化。

本发明的技术方案，至少具有以下优于现有技术的优点：

1、间歇性地对电池电压进行自动测量，大大节省了电力和人力劳动；

2、智能化水平高，能够有效检测电池电压，避免过放对电池本身的损害；同时检测到的电压数据可以储存起来提供给研究人员供后续分析。

附图说明

图1示出了本发明的智能多功能电池贮存架的整体结构示意图；

图2示出了贮存板3的结构示意图；

图3示出了电池夹具6的结构示意图；

图4示出了电压针9的整体结构示意图；

图5示出了图4的下半部分从右侧看时的截面图；

图6示出了图4的上半部分从右侧看时的截面图；

图7示出了具体实例贮存期间各单体电池的电压变化图。

图1-6中，本发明的智能多功能电池贮存架中附图标记和部件的对应关系为：

1、贮存架本体；2、操作面板；3、贮存板；4、警示灯；5、序号标志；6、电池夹具；7、隔板；8、电压采集端；9、电压针；10、(方形)电池(样品)；11、电池固定卡座；12、夹紧把手；13、固定支架；14、滑动杆；15、水平支撑杆；16、弹簧支撑；17、探针。

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的说明。

如图1所示，一种智能多功能锂电池实验室贮存架，包括：贮存架本体1、控制单元(包括操作面板2)和贮存板3。贮存架本体1包括多层，层与层之间通过贮存板3相间隔。

图2示出了贮存板3的结构，每块贮存板3都包括多个警示灯4、多个序号标志5、多个单体电池夹具6和多个隔板7；其中，该多个电池夹具6在贮存架上呈横向单排排列，用于对电池(优选为方形电池样品)进行夹持和电压测量；并且，相邻的电池夹具6之间通过插接在贮存板3上的隔板7相互间隔开；

图3示出了电池夹具6的结构图。电池夹具6包括电压采集端8、电压针9以及电池固定卡座11，其中，电池固定卡座11用于对电池进行夹持；电压针9用于与电池的正、负极耳进行接触，并在电池固定卡座11夹持后进一步提供一定大小的力对电池进行夹紧固定；电压采集端8，设置在电池夹具6的顶面上，用于与电压针9进行连接以对电池的电压进行采集，并将采集得到的电压信号传递给控制单元。

电压采集端8包括蝶形螺帽、蝶形螺栓和夹紧弹簧，其通过多股铜丝绞合的绝缘软导线与电压针9连接，当电压针移动时所述绝缘软导线可以提供足够的伸缩量。

图4-6示出了电压针9的结构图。电压针9包括夹紧把手12、固定支架13、滑动杆14、水平支撑杆15、弹簧支撑16和探针17；其中，探针17的接触电池端套设在衡力的弹簧支撑16上，并穿过水平支撑杆15连接到所述绝缘软导线，当探针17接触电池的正负极耳后，可以借助弹簧支撑16的弹簧力向固定端滑动，并且保持压力适中,防止由于夹紧把手12的夹紧力过大,破坏电池10的极耳。水平支撑杆15固定在滑动杆14上，水平支撑杆15左右两侧各一根探针17，探针17、水平支撑杆15、滑动杆14可以一起在固定支架13上整体滑动，并由夹紧把手12进行控制，通过上下移动夹紧把手12可以将电压针9做水平移动。当夹紧把手12向放置电池的一方搬动，即夹紧电池时，电压针9的探针17与电池的正、负极耳接触，当夹紧把手12向远离放置电池的一方搬动，即松开电池时，电压针9的探针17与电池的正、负极耳断开接触。

还如图3所示，电池固定卡座11由三块固定板组成，固定板的厚度稍低于电池的厚度，固定板在电池夹具6左右两侧各一块，另外一块固定在夹具的底部(如图3中分别设置在夹具底部以及左右两侧的三块固定板，该三块固定板用于从电池10的左右两侧和底部来固定电池10)，固定板通过螺栓固定在夹具的底板上，以防止电压针移动时，电池位置发生变化。

每个电池夹具6在所述贮存板3的正面侧对应有各自的序号标志5和各自的警示灯4，当某一单体电池的电压低于设定的电压阈值时，其对应的警示灯4亮起，直到通过操作面板2关闭警示灯4。

所述控制单元，用于将电压采集端8采集到的电压信号进行控制以及对警示灯4信号进行关闭。

其中，所述控制单元包括操作面板2，操作面板2可以设置检测电压的时间间隔和电压阈值，通过电压采集端8检测并存储电池电压；以及记录单体电池警示灯4亮起的序号。

其中，所述贮存架本体1由铝合金制成，所述贮存板3和隔板7由环氧树脂板制成。

其中，贮存架本体1、贮存板3和隔板7等具有防火功能。将电池10放到方形电池槽内，将夹紧把手12向电池方向搬动使电压针9与电池正负极耳接触良好，电压采集端8与控制单元连接。

控制单元还可以设置为包括：1)操作面板2：设置检测电压的时间间隔和电压阈值；2)通过电压采集端8检测并存储电池电压，并有USB数据导出接口；3)记录单体电池警示灯4亮起的序号；4)警示灯4关闭按钮。

本实施例仅以方形锂离子单体电池10为例，圆柱形锂其他形状单体电池或电池组的贮存架原理类似。

样品：11Ah的单体锂离子电池，标称电压为3.7V，标称容量为11Ah，单体电池组成:正极活性材料为LiMn2O4，负极活性材料为石墨,电解液的主要成分为LiPF6、EC(碳酸乙烯酯)和DMC(碳酸二甲酯),以及celgard 2325隔膜等。

在20℃±5℃环境中，选取了5块贮存前初始性能基本一致的上述单体电池，放置在本发明的电池贮存架上进行贮存，通过贮存架上的操作面板2设置检测电压的时间间隔和电压阈值，本例中每隔10天控制单元对每个单体电池的电压进行检测并存储，当某一单体电池的电压低于设定的电压阈值(3.275V)时，警示灯4亮起，控制单元记录该单体电池的序号。单体电池的初始状态和贮存50天后的状态如表1和表2所示，贮存期间各单体电池的电压变化图7所示，记录表明在贮存50天后，样品S102的电压低于设定的电压阈值(3.275V)。根据贮存结果可对样品S102进行重新充放电后贮存。

表1 单体电池的初始状态

	S101	S102	S103	S104	S105
						电压/V	4.201	4.200	4.198	4.197	4.197
内阻/mΩ	5.90	5.98	5.97	6.09	6.13

表2 贮存50天后单体电池的电压

需要说明的是，以上具体实施例仅仅是例子，而不是为了限制本发明的范围。本发明的范围以权利要求书请求保护的范围为准，任何基于本发明的精神和实质的一切修改、改进和或变化，均应当覆盖在本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种智能多功能电池贮存架，包括：贮存架本体、控制单元和贮存板；其中，贮存架本体包括多层，层与层之间通过贮存板相间隔；其特征在于，

每块贮存板都包括多个警示灯、多个序号标志、多个电池夹具和多个隔板；该多个电池夹具在贮存板上呈横向单排排列，用于对电池进行夹持和电压测量；并且，相邻的电池夹具之间通过插接在贮存板上的隔板相互间隔开；并且，该电池夹具包括电压采集端、电压针以及电池固定卡座，其中，电池固定卡座用于对电池进行夹持；电压针用于与电池的正、负极耳进行接触，并在电池固定卡座夹持后能够进一步提供一定大小的力对电池进行夹紧固定；电压采集端，设置在电池夹具的顶面上，用于与电压针进行连接以对电池的电压进行采集，并将采集得到的电压信号传递给控制单元；其中，

所述电压采集端包括蝶形螺帽、蝶形螺栓和夹紧弹簧，其通过多股金属丝绞合的绝缘软导线与所述电压针连接，当所述电压针移动时所述绝缘软导线可以提供足够的伸缩量；

所述电压针包括夹紧把手、固定支架、滑动杆、水平支撑杆、弹簧支撑和探针；其中，探针的接触电池端套设在衡力的所述弹簧支撑上，并穿过水平支撑杆连接到所述绝缘软导线，当探针接触电池的正负极耳后，可以借助弹簧支撑的弹簧力向固定端滑动，并且保持压力适中,防止由于夹紧把手的夹紧力过大而破坏电池的极耳；水平支撑杆固定在滑动杆上，水平支撑杆左右两侧各设置一根探针，探针、水平支撑杆、滑动杆一起在固定支架上整体滑动，并由夹紧把手进行控制，通过上下搬动夹紧把手将电压针做水平移动；当夹紧把手向放置电池的一方搬动，即夹紧电池时，电压针的探针与电池的正、负极耳相接触，当夹紧把手向远离放置电池的一方搬动，即松开电池时，电压针的探针与电池的正、负极耳断开接触；

所述控制单元，用于将电压采集端采集到的电压信号进行控制以及对警示灯信号进行关闭；

每个电池夹具在所述贮存板的正面侧对应有各自的序号和警示灯，当某一单体电池的电压低于设定的电压阈值时，其对应的警示灯亮起，直到通过控制单元的操作面板关闭警示灯。

2.根据权利要求1所述的智能多功能电池贮存架，其特征在于，通过所述控制单元的操作面板设置检测电压的时间间隔和电压阈值，通过电压采集端检测并存储电池电压；以及记录单体电池警示灯亮起的序号。

3.根据权利要求1所述的智能多功能电池贮存架，其特征在于，所述贮存架本体由铝合金制成，所述贮存板和隔板由环氧树脂板制成。

4.根据权利要求1所述的智能多功能电池贮存架，其特征在于，所述电池固定卡座由三块固定板组成，所述固定板在电池夹具的左右两侧各设置一块，另外一块固定在夹具的底部，以此来从三个方向对电池进行固定；所述固定板通过螺栓固定在夹具的底板上，以防止电压针移动时，电池位置发生变化。