CN112325971A - 软包锂离子动力电池体积的测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

软包锂离子动力电池体积的测量装置，连接杆连接板和高精度拉力试验机的拉力传感器连接夹具相连，承载筐连接杆的下端和电池承载筐的筐角的上端固连，承载筐连接杆的上端和连接杆连接板相连。连接杆连接板在位于承载筐连接杆的中间部位设有左右走向的滑轨组，该滑轨组的滑轨本体的左端位于左边两根承载筐连接杆确定的左侧面的左侧外，物位计的上端和该滑轨组的滑块相连。电池承载筐的筐底设有用于调平被测软包锂离子动力电池上端的调节结构。软包锂离子动力电池体积的测量方法包括测量装置准备、测定电池承载筐对液面高度影响、软包锂离子动力电池放置、测量和计算电池的体积几步。

Description

软包锂离子动力电池体积的测量装置及其测量方法

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种软包锂离子电池体积的测量装置及其测量方法。

背景技术

软包锂离子动力电池常因电池极片在循环过程中膨胀导致的厚度增加、电解液氧化分解产气导致的鼓胀、电池封装不严等引起的体积膨胀影响电池性能和应用。因此，软包锂离子动力电池在不同实验条件下的体积变化率，常作为评价电池性能的重要指标之一。软包锂离子动力电池体积膨胀因其体积变化不规则，常规的用游标卡尺或螺旋测微器测量电芯厚度变化来测量电池体积，难以获得准确数据。

申请公布号CN 108414043 A，申请公布日为2018年8月17日的发明专利公开了一种软包式锂离子电池体积的测量装置及其测试方法，测量装置包括测量机构和液面调节装置。测量机构由盛放液体的容器和容器连通的计量管，测量装置和计量管呈“U”型结构，液体的容器设置有密封塞。电池放入盛放液体的容器、调整液面高度至基准线，密封容器；然后通过液面调整装置的输入管用气压泵或洗耳球调整液面高度；计量管上的刻度变化值即为电池体积。存在的问题是：电芯放置于装有液体的容器中后需再用密封塞密封，制造一个密闭的空间，气体容易泄露，导致测量失效；通过控制容器中气体压力使容器中液体高度与基准线平齐，控制难；另外， 容器内压力增加后，溶液中电池表面受压后体积形变大，测量的电池体积与实际偏差大，还有一个问题就是需要人眼观察判断计量管刻度变化来确定体积，受观察者的主观能力影响大。

授权公告号CN 206488826 U, 授权公告日为2017年9月12日的实用新型专利公开了一种软包电池体积测量装置，装置包括支架、量杯及能放入软包电池的液体容器，液体容器上刻有基准线，基准线同一水平设有液体溢流的导液管，量杯放在称重器。首先将液体加入到液体容器中至基准线，然后电池缓慢投入液体容器中，溢出的液体通过导液管流入放在称重器上的量杯，通过量杯中水的质量变化量或量杯中液体体积变化量，得到电池体积，存在的问题是：测量过程复杂，此外，环境温度对液体的比重也有影响，液体本身的成分变化也对液体比重有一定的影响，尤其是液体在导液管上的粘留也对测量结果的准确性有不利的影响。

发明内容

本发明的主要发明目的，是提供一种能够准确、客观地测得软包锂离子动力电池体积的测量装置及相应的测量方法。

测量软包锂离子动力电池体积的测量装置所用的技术方案是：一种软包锂离子动力电池体积的测量装置，包括拉力试验机、物位计、电池承载筐、承载筐连接杆、连接杆连接板、液体体积测量装置。所述液体体积测量装置包括一电子量杯。连接杆连接板和高精度拉力试验机的拉力传感器连接夹具相连。四根承载筐连接杆的下端分别和电池承载筐的四个筐角中的一个的上端固连，四根承载筐连接杆的上端分别和连接杆连接板的相应部位相连。连接杆连接板在位于承载筐连接杆的中间部位设有左右走向的滑轨组。左右走向的滑轨组的滑轨本体的左端位于左边两根承载筐连接杆确定的左侧面的左侧外，物位计的上端和左右走向的滑轨组的滑块相连。电池承载筐的筐底设有若干用于调平被测软包锂离子动力电池上端的调节结构。

这里，拉力试验机优选高精度拉力试验机，所述液体体积测量装置是一种公知的专利技术，其结构组成可以参见授权公告号CN 102607665 B、名称为“一种测量装置及应用其的电子量杯”的中国发明专利。物位计优选雷达物位计，也是一种公知技术。另外，滑轨组的滑块的移动和定位停止均由电子控制装置控制。本发明，除把待测软包锂离子动力电池摆放和搬离电池承载筐时及调平被测软包锂离子动力电池上端时外，整个测量过程基本均为自动过程，测试精度不受测试人员主观影响，更容易获得高精度的测量结果。

作为优选，连接杆连接板的下板面设有两根前后走向的纵滑轨，左右走向的滑轨和纵滑轨的滑块相连。本优选方案，可以利用物位计的前后移动来能够提高调平被测软包锂离子动力电池上端的精确度，从而提高测量的准确性。

作为优选，液体体积测量装置的控制装置和高精度拉力试验机的控制电脑相邻放置在同一工作台上。本优选方案，便于测量人员的操控。

综上所述，利用本发明测量软包锂离子动力电池体积的有益效果是：测量结果不受测试人员的主观影响，测量自动化程度和测量精度高。

利用软包锂离子动力电池体积的测量装置测量软包锂离子动力电池体积的方法，包括以下步骤：

第一步：把物位计、电池承载筐、承载筐连接杆、连接杆连接板、液体体积测量装置连接设置好，在电子量杯里注入适量的液体；准备好待测的软包锂离子动力电池；

第二步：逐步降低拉力传感器连接夹具，液体体积测量装置自动记录下电池承载筐不同位置下电子量杯内的液面的高度，由此自动获得电池承载筐在不同浸入位置情况下电子量杯内为全液体时的液体体积；

第三步：升高电池承载筐，电池承载筐表面的水珠完全滴落回电子量杯内后把软包锂离子动力电池放置在电池承载筐中；

第四步：利用调平被测电池上端的调节结构调平被测电池上端面，物位计测量并记录下此时待测电池上端面和物位计的相对距离，然后把物位计向左移动到滑轨的左端正对液面的位置；

第五步；启动高精度拉力试验机降低拉力试验机的拉力传感器连接夹具，直到物位计测的液面和物位计的相对距离等于第四步里物位计所测量记录的待测电池上端面和物位计的相对距离，拉力传感器连接夹具停止下移；于此同时液体体积测量装置测出此时液面位置所对应的电子量杯内为全液体时的液体体积；

第六步：把第五步测得的在全液体情况下等效的液体体积减去第二步时测得的电池承载筐沉浸液体内的程度一样时的等效的全液体时的液体体积就得到被测软包锂离子动力电池的体积。

利用软包锂离子动力电池体积的测量装置测量软包锂离子动力电池体积的方法步骤清晰合理，有利于提高测量效率和测量的准确性。

附图说明

图1：软包锂离子动力电池体积的测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

一种软包锂离子动力电池体积的测量装置的实施例：

如图1所示，软包锂离子动力电池体积的测量装置包括高精度拉力试验机1、物位计2、电池承载筐3、承载筐连接杆4【四根】、连接杆连接板5、滑轨组7、纵滑轨组8和图中未完全示出的液体体积测量装置【具体结构参见授权公告号CN 102607665 B、名称为“一种测量装置及应用其的电子量杯”的中国发明专利】，所述液体体积测量装置包括一电子量杯6。连接杆连接板5和高精度拉力试验机1的拉力传感器外壳1.1固连；四根承载筐连接杆4的下端分别和电池承载筐3的四个筐角中的一个的上端固连，四根承载筐连接杆4的上端分别和连接杆连接板5的相应部位相连。左右两个纵滑轨组8的滑轨分别固设在连接杆连接板5的下板面上，设于承载筐连接杆4的中间部位的左右走向的滑轨组7的滑轨通过和纵滑轨组8的滑块相连来与连接杆连接板5的下板面相连。滑轨组7的滑轨本体的左端位于左边两根承载筐连接杆4确定的左侧面的左侧外，物位计2的上端和左右走向的滑轨组7轨的滑块相连。电池承载筐3的筐底设有若干用于调平被测软包锂离子动力电池上端的调节结构，本实施例所述用于调平被测电池上端的调节结构包括固设在电池承载筐3的框底的四个螺纹块、四根细牙螺杆以及分别和一根细牙螺杆上端的光杆部位滑动连接的支撑板，具体结构细节因系简单技术在此未做图示和赘述。液体体积测量装置的控制装置和高精度拉力试验机的控制电脑相邻放置在同一工作台上。物位计2相应装置及滑轨组7、纵滑轨组8两者的相应移动构件的操作控制装置，具体结构细节及设置位置均因公知技术或简单技术，在此不做赘述与图示。

利用软包锂离子动力电池体积的测量装置测量软包锂离子动力电池体积的方法实施例。

利用软包锂离子动力电池体积的测量装置测量软包锂离子动力电池体积的方法包括以下步骤：

第一步：把物位计2、电池承载筐3、承载筐连接杆4、连接杆连接板5、液体体积测量装置连接设置好，在电子量杯6里注入适量的液体；准备好待测的软包锂离子动力电池9；

第二步：利用拉力试验机的控制电脑1.2逐步极其缓慢地【以不会引起液面波动为准，例如<2mm/s速度下降】降低拉力传感器连接夹具1.1，液体体积测量装置自动记录下电池承载筐3不同位置下电子量杯6内的液面10的高度，借此可以算出电池承载筐3对液面高度的影响曲线，由此自动获得电池承载筐3在不同浸入位置情况下电子量杯6内为全液体时的液体体积；

第三步：提升电池承载筐3，待电池承载筐3表面的水珠完全滴落回电子量杯6内后把软包锂离子动力电池9放置在电池承载筐3中；

第四步：利用调平被测电池上端的调节结构与物位计2配合调平被测电池上端面9.1，物位计2测量并记录下此时待测电池上端面9.1和物位计2的相对距离，然后把物位计2向左移动到滑轨7的左端正对液面的位置；

第五步；启动拉力试验机，利用拉力试验机的控制电脑1.2逐步极其缓慢地降低拉力试验机的拉力传感器连接夹具1.1，直到物位计2测的液面和物位计2的相对距离等于第四步里物位计2所测量记录的待测电池上端面和物位计2的相对距离，拉力传感器连接夹具1.1停止下移；于此同时液体体积测量装置测出此时液面位置所对应的电子量杯6内为全液体时的液体体积；

第六部：把第五步测得的在全液体情况下等效的液体体积减去第二步时测得的电池承载筐3沉浸液体内的程度一样时的等效的全液体时的液体体积就得到被测软包锂离子动力电池9的体积。

以上所述之具体实施例仅为本发明较佳的实施方式，而并非以此限定本发明的具体实施结构和实施范围。事实上，依据本发明所述之形状、结构和设计目的也可以作出一些等效的变化。因此，凡依照本发明所述之形状、结构和设计目的所作出的一些等效变化理应均包含在本发明的保护范围内，也即这些等效变化都应该受到本发明的保护。

Claims (4)

1.一种软包锂离子动力电池体积的测量装置，其特征是：包括拉力试验机（1）、物位计（2）、电池承载筐（3）、承载筐连接杆（4）、连接杆连接板（5）、液体体积测量装置，所述液体体积测量装置包括一电子量杯（6）；连接杆连接板（5）和拉力试验机（1）的拉力传感器连接夹具（1.1）相连；四根承载筐连接杆（4）的下端分别和软包锂离子动力电池承载筐（3）的四个筐角中的一个的上端固连，四根承载筐连接杆（4）的上端分别和连接杆连接板（5）的相应部位相连；连接杆连接板（5）在位于承载筐连接杆（4）的中间部位设有左右走向的滑轨组（7）；左右走向的滑轨组（7）的滑轨本体的左端位于左边两根承载筐连接杆（4）确定的左侧面的左侧外，物位计（2）的上端和左右走向的滑轨组（7）轨的滑块相连；电池承载筐（3）的筐底设有若干用于调平被测软包锂离子动力电池上端的调节结构。

2.根据权利要求2所述的软包锂离子动力电池体积的测量装置，其特征是：连接杆连接板（5）的下板面设有两根前后走向的纵滑轨组（8），左右走向的滑轨（7）的滑轨本体和纵滑轨组（8）的滑块相连。

3.根据权利要求1所述的软包锂离子动力电池体积的测量装置，其特征是：液体体积测量装置的控制装置和高精度拉力试验机的控制电脑相邻放置在同一工作台上。

4.利用软包锂离子动力电池体积的测量装置测量软包锂离子动力电池体积的方法，其特征是：

第一步：把物位计（2）、电池承载筐（3）、承载筐连接杆（4）、连接杆连接板（5）、液体体积测量装置连接设置好，在电子量杯（6）里注入适量的液体；准备好待测的软包锂离子动力电池（9）；

第二步：逐步降低拉力传感器连接夹具（1.1），液体体积测量装置自动记录下电池承载筐（3）不同位置下电子量杯（6）内的液面（10）的高度，由此自动获得电池承载筐（3）在不同浸入位置情况下电子量杯（6）内为全液体时的液体体积；

第三步：提升电池承载筐（3），电池承载筐（3）表面的水珠完全滴落回电子量杯（6）内后把软包锂离子动力电池（9）放置在电池承载筐中（3）；

第四步：利用调平被测电池上端的调节结构调平电池上端面（9.1），物位计（2）测量并记录下此时待测软包锂离子动力电池上端面和物位计（2）的相对距离，然后把物位计（2）向左移动到滑轨（7）的左端正对液面的位置；

第五步；启动高精度拉力试验机降低拉力试验机的拉力传感器连接夹具（1.1），直到物位计（2）测的液面和物位计（2）的相对距离等于第四步里物位计（2）所测量记录的待测电池上端面和物位计（2）的相对距离，拉力传感器连接夹具（1.1）停止下移；于此同时液体体积测量装置测出此时液面位置所对应的电子量杯（6）内为全液体时的液体体积；

第六步：把第五步测得的在全液体情况下等效的液体体积减去第二步时测得的电池承载筐（3）沉浸液体内的程度一样时的等效的全液体时的液体体积就得到被测软包锂离子动力电池（90）的体积。

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