CN109581230A - 压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明通过一种压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置及方法，装置包括：密封箱，具有一侧为开口的箱体、位于开口上且设有观察窗的箱门、固定于箱体内侧壁上的绝缘板、嵌于绝缘板上的底板、固定于底板上的箱壁镶嵌软包电池夹具组件和固定于箱体底部的压力传感器；压缩泵，通过进出气管道与箱体连通；真空泵，通过进出气管道与箱体连接；压力控制器，设置在进出气管道上；方法为：将软包电池放入密封箱中，采用箱壁镶嵌软包电池夹具组件夹持软包电池；启动压力传感器，记录开始时的压力数值；进行压力实验以达到实验所需的压力值，并稳定保持软包电池表面的均布恒压且对软包电池进行基本性能的实验测试，获得在不同压力下的实验数据。

Description

压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置及方法

技术领域

本发明属于电池外表面恒压力预紧测试领域，具体涉及一种压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置及方法。

背景技术

目前，电动车、储能电池等新能源产业在全球范围内发展迅速。作为公认的理想储能元件，动力锂电池因其高能量密度、大功率密度等优点也得到了人们的高度关注。对电动汽车来说，开发出寿命长、工作可靠性高的电池也是很有必要的，而目前已有很多学者研究出锂离子电池中出现的各种竞争性老化机制，如SEI生长、电极材料损失和隔膜孔隙率等，而这些老化现象也取决不同的环境条件，如温度和外部压力。而实际生产中，锂离子电池多为硬壳结构，因此机械压力是使用锂离子电池时难以避免的，所以我们有必要更加详细地了解压力对锂离子电池的电性能产生的影响，并指导锂离子电池的设计。

目前对电池施加压力最常见的方法即是采用机械压力，多为产生压缩的正压力，但是机械压力有着不稳定性和不精确性，难以保证实验数据的准确、实验过程中压力的恒定及电池所受压力的均匀分布，且实际生活中锂离子电池也不仅收到压缩正压力的影响，如在高原等空气稀薄的地区，电池也会收到空气负压力的作用从而发生膨胀，这一影响也是不容忽视的。所以本发明提出的压缩气体或抽真空对软包电池外表面进行压力预紧的办法，易于保证实验过程中软包电池表面所受压力的恒定且均匀分布以及正负压的调节，更有利于精确进行不同压力值对电池性能影响的实验研究。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置及方法。

本发明提供了一种压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置，用于软包电池外表面恒压力的预紧测试，具有这样的特征，包括：密封箱，具有一侧为开口的箱体、位于开口上且设有观察窗的箱门、固定于箱体内侧壁上的绝缘板、嵌于绝缘板上的底板、固定于底板上的用于夹持软包电池的箱壁镶嵌软包电池夹具组件以及固定于箱体底部的压力传感器；压缩泵，通过进出气管道与箱体连通，用于对密封箱进行充气；真空泵，通过进出气管道与箱体连接，用于对密封箱进行抽气；以及压力控制器，设置在进出气管道上并且与压力传感器电连接，用于根据压力传感器的压力电信号通过对压缩泵打入箱体的空气的量以及真空泵从箱体中抽出的空气的量进行调节从而对密封箱内的压力进行调节；其中，箱壁镶嵌软包电池夹具组件包括两个用于夹紧软包电池的正负两极的电池极耳的极耳固定件、设置于两个极耳固定件之间的纵向挡板、设置于底板两侧的用于固定软包电池的横向挡板、固定于极耳固定件底部的铜块、固定于底板端部且穿过绝缘板的尼龙板以及嵌于尼龙板内与铜块连接的电压测试线和通电铜板。

在本发明提供的压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，密封箱的顶部连接有定压管道，该管道上设置有溢流阀。

在本发明提供的压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，通电铜板通过螺钉固定有电源线。

本发明还提供了一种采用上述的压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置进行预紧测试的方法，具有这样的特征，包括如下步骤：

步骤1，将软包电池放入密封箱中，通过箱壁镶嵌软包电池夹具组件将软包电池夹持住；

步骤2，启动压力传感器，记录开始时的压力数值，该压力数值为实验环境中大气压值；

步骤3，进行压力实验，对密封箱内进行充气或抽气以达到实验所需的压力值，并稳定保持软包电池表面的均布恒压；

步骤4，在保持密封箱内恒定压力的同时，对软包电池进行电池基本性能的实验测试，获得软包电池在不同压力下的实验数据。

在本发明提供的测试方法中，还可以具有这样的特征：其中，压力实验包括正压力实验和负压力试验，

当进行正压力实验时，步骤3包括如下子步骤：

步骤3-1，打开压力控制器指定实验正压力值；

步骤3-2，启动压缩泵向密封箱中充气，此时密封箱内的气体被压缩，软包电池的表面受到正压力作用；

步骤3-3，观察压力传感器所显示的当前的压力数值，当达到指定实验正压力值后将压力控制器关闭，压缩泵停止工作，当密封箱内压力低于指定实验正压力值，开启压力控制器，同时，压缩泵继续工作以达到实验时对软包电池进行恒定正压力的要求，

当进行负压力实验时，步骤3包括如下子步骤：

步骤3-1，打开压力控制器指定实验负压力值；

步骤3-2，启动真空泵抽取密封箱内的气体，此时密封箱处于一定真空度中，软包电池表面受到负压力作用；

步骤3-3，观察压力传感器所显示的当前的压力数值，当达到指定实验负压力值后将压力控制器关闭，真空泵停止工作，当密封箱内压力高于指定实验压力值，开启压力控制器，同时，真空泵继续工作以达到实验时对软包电池进行恒定负压力的要求。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置及方法，该装置结构简洁、操作容易，不但能达到传统机械增压的目的，还能扩展进行实验的软包电池所受压力的范围，可从一定的负压到一定的正压，另外，在进行实验时能够在实验过程中使软包电池稳定处于均布恒压状态，这样更有利于进行不同压力值对电池性能影响的实验研究；该方法操作简单，还便于保证实验过程中软包电池表面所受压力的恒定且均匀分布以及正负压的调节。

附图说明

图1是本发明的实施例中的压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置的结构示意图；

图2是本发明的实施例中的压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置的箱壁镶嵌软包电池夹具组件的结构示意图；

图3是本发明的实施例中的采用压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置进行测试的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。

实施例：

图1是本发明的实施例中的压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置的结构示意图。

如图1，本实施例提供了一种压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置100，用于软包电池外表面恒压力的预紧测试，包括：密封箱、压缩泵20、真空泵30以及压力控制器40。

密封箱，具有一侧为开口的箱体11、位于开口上且设有观察窗12的箱门13、固定于箱体11内侧壁上的绝缘板14、嵌于绝缘板14上的底板15、固定于底板15上的用于夹持软包电池的箱壁镶嵌软包电池夹具组件16以及固定于箱体11底部的压力传感器17。

密封箱的顶部连接有定压管道50，该管道上设置有溢流阀60，用于箱体11内的定压溢流和稳压，起到系统卸荷和安全保护的作用。

图2是本发明的实施例中的压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置的箱壁镶嵌软包电池夹具组件的结构示意图。

如图2所示，箱壁镶嵌软包电池夹具组件16包括两个用于夹紧软包电池的正负两极的电池极耳的极耳固定件1601、设置于两个极耳固定件1601之间的纵向挡板1602、设置于底板15两侧的用于固定软包电池的横向挡板1603、固定于极耳固定件1601底部的铜块1604、固定于底板15端部且穿过绝缘板14的尼龙板1605以及嵌于尼龙板1605内与铜块1604连接的电压测试线1606和通电铜板1607。

通电铜板1607通过螺钉1608固定有电源线1609。

压缩泵20，通过进出气管道70与箱体11连通，用于对密封箱进行充气。

真空泵30，通过进出气管道70与箱体11连接，用于对密封箱进行抽气。

压力控制器40，设置在进出气管道70上并且与压力传感器17电连接，用于根据压力传感器17的压力电信号通过对压缩泵20打入箱体11的空气的量以及真空泵30从箱体11中抽出的空气的量进行调节从而对密封箱内的压力进行调节。

图3是本发明的实施例中的采用压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置进行测试的方法流程图。

如图3所示，本实施例采用如下方法进行测试，包括如下步骤：

步骤1，将软包电池放入密封箱中，通过箱壁镶嵌软包电池夹具组件16将软包电池夹持住。

步骤2，启动压力传感器17，记录开始时的压力数值，该压力数值为实验环境中大气压值。

步骤3，进行压力实验，对密封箱内进行充气或抽气以达到实验所需的压力值，并稳定保持软包电池表面的均布恒压。

压力实验包括正压力实验和负压力试验。

当进行正压力实验时，步骤3包括如下子步骤：

步骤3-1，打开压力控制器40指定实验正压力值；

步骤3-2，启动压缩泵20向密封箱中充气，此时密封箱内的气体被压缩，软包电池的表面受到正压力作用；

步骤3-3，观察压力传感器17所显示的当前的压力数值，当达到指定实验正压力值后将压力控制器40关闭，压缩泵30停止工作，当密封箱内压力低于指定实验正压力值，开启压力控制器40，同时，压缩泵30继续工作以达到实验时对软包电池进行恒定正压力的要求。

当进行负压力实验时，步骤3包括如下子步骤：

步骤3-1，打开压力控制器40指定实验负压力值；

步骤3-2，启动真空泵30抽取密封箱内的气体，此时密封箱处于一定真空度中，软包电池表面受到负压力作用；

步骤3-3，观察压力传感器17所显示的当前的压力数值，当达到指定实验负压力值后将压力控制器40关闭，真空泵30停止工作，当密封箱内压力高于指定实验压力值，开启压力控制器40，同时，真空泵30继续工作以达到实验时对软包电池进行恒定负压力的要求。

步骤4，在保持密封箱内恒定压力的同时，对软包电池进行电池基本性能的实验测试，获得软包电池在不同压力下的实验数据，从而精确进行不同压力值对电池性能影响的实验研究。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置及方法，该装置结构简洁、操作容易，不但能达到传统机械增压的目的，还能扩展进行实验的软包电池所受压力的范围，可从一定的负压到一定的正压，另外，在进行实验时能够在实验过程中使软包电池稳定处于均布恒压状态，这样更有利于进行不同压力值对电池性能影响的实验研究；该方法操作简单，还便于保证实验过程中软包电池表面所受压力的恒定且均匀分布以及正负压的调节。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置，用于软包电池外表面恒压力的预紧测试，其特征在于，包括：

密封箱，具有一侧为开口的箱体、位于所述开口上且设有观察窗的箱门、固定于所述箱体内侧壁上的绝缘板、嵌于所述绝缘板上的底板、固定于所述底板上的用于夹持所述软包电池的箱壁镶嵌软包电池夹具组件以及固定于所述箱体底部的压力传感器；

压缩泵，通过进出气管道与所述箱体连通，用于对所述密封箱进行充气；

真空泵，通过所述进出气管道与所述箱体连接，用于对所述密封箱进行抽气；以及

压力控制器，设置在所述进出气管道上并且与所述压力传感器电连接，用于根据所述压力传感器的压力电信号通过对所述压缩泵打入所述箱体的空气的量以及所述真空泵从所述箱体中抽出的空气的量进行调节从而对所述密封箱内的压力进行调节；

其中，所述箱壁镶嵌软包电池夹具组件包括两个用于夹紧所述软包电池的正负两极的电池极耳的极耳固定件、设置于所述两个极耳固定件之间的纵向挡板、设置于所述底板两侧的用于固定所述软包电池的横向挡板、固定于所述极耳固定件底部的铜块、固定于所述底板端部且穿过所述绝缘板的尼龙板以及嵌于所述尼龙板内与所述铜块连接的电压测试线和通电铜板。

2.根据权利要求1所述的压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置，其特征在于：

其中，所述密封箱的顶部连接有定压管道，该管道上设置有溢流阀。

3.根据权利要求1所述的压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置，其特征在于：

其中，所述通电铜板通过螺钉固定有电源线。

4.一种采用如权利要求1所述的压缩气体可调软包电池外表面恒压力预紧测试装置进行测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将所述软包电池放入所述密封箱中，通过所述箱壁镶嵌软包电池夹具组件将所述软包电池夹持住；

步骤2，启动所述压力传感器，记录开始时的压力数值，该压力数值为实验环境中大气压值；

步骤3，进行压力实验，对所述密封箱内进行充气或抽气以达到实验所需的压力值，并稳定保持所述软包电池表面的均布恒压；

步骤4，在保持所述密封箱内恒定压力的同时，对所述软包电池进行电池基本性能的实验测试，获得所述软包电池在不同压力下的实验数据。

5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于：

其中，所述压力实验包括正压力实验和负压力试验，

当进行所述正压力实验时，所述步骤3包括如下子步骤：

步骤3-1，打开所述压力控制器指定实验正压力值；

步骤3-2，启动所述压缩泵向所述密封箱中充气，此时所述密封箱内的气体被压缩，所述软包电池的表面受到正压力作用；

步骤3-3，观察所述压力传感器所显示的当前的压力数值，当达到所述指定实验正压力值后将所述压力控制器关闭，所述压缩泵停止工作，当所述密封箱内压力低于所述指定实验正压力值，开启所述压力控制器，同时，所述压缩泵继续工作以达到实验时对所述软包电池进行恒定正压力的要求，

当进行所述负压力实验时，所述步骤3包括如下子步骤：

步骤3-1，打开所述压力控制器指定实验负压力值；

步骤3-2，启动所述真空泵抽取所述密封箱内的气体，此时所述密封箱处于一定真空度中，所述软包电池表面受到负压力作用；

步骤3-3，观察所述压力传感器所显示的当前的压力数值，当达到所述指定实验负压力值后将所述压力控制器关闭，所述真空泵停止工作，当所述密封箱内压力高于所述指定实验压力值，开启所述压力控制器，同时，所述真空泵继续工作以达到实验时对所述软包电池进行恒定负压力的要求。