CN114018466B - 一种电池内压测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池内压测试方法，其包括制备标准内压电池、测试并得到标准曲线和实验电池测试三个步骤。首先制备内压分别为P0、P1···Pn的标准内压电池，其中，P0为大气压值，P0···Pn两两均不相等。然后依次切割标准内压电池至内压释放，测量并记录每次切割过程中的最大声音强度值dB0、dB1···dBn，根据P1···Pn的内压值和(dB1‑dB0)···(dBn‑dB0)的声音强度差值，拟合得到内压与声音强度的函数曲线。最后切割实验电池至内压释放，测量切割过程中的最大声音强度值dBx，根据函数曲线，找到dBx与dB0的差值对应的内压值，即为实验电池的内压值。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池内压测试方法。
背景技术
电池在充放电过程中会发生副反应产生气体，从而在电池内部形成一定压强，压强达到一定值会对电芯的安全性造成严重威胁，有发生漏液甚至爆炸的可能。因此，测量电芯在充放电过程中的内压对于电芯制造工艺及产品安全性能评估都具有重要的指导意义。目前普遍采用压力传感器测试电池的内压，此方法需提前将压力传感器与电池内部进行连接，不能适用于已经密封的电池，适用范围窄。而且压力传感器与电池连接工装复杂，导致测试成本较高，经济性降低。
因此，亟需一种电池内压测试方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池内压测试方法，能够对已经密封的电池进行内压测试，还能降低测试成本，提高经济效益。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电池内压测试方法，包括以下步骤：
制备标准内压电池：制备内压分别为P0、P1···Pn的n+1个标准内压电池，其中，P0为大气压值，P0、P1···Pn两两均不相等，n为大于等于2的正整数；
测试并得到标准曲线：依次切割n+1个所述标准内压电池至内压释放，测量并记录每次切割过程中的最大声音强度值dB0、dB1···dBn，根据P1···Pn的n个内压值和(dB1-dB0)···(dBn-dB0)的n个声音强度差值，拟合得到内压与声音强度的函数曲线；
实验电池测试：切割所述实验电池至内压释放，测量切割过程中的最大声音强度值dBx，根据所述函数曲线，找到dBx与dB0的差值对应的内压值Px，即为所述实验电池的内压值。
可选地，所述制备标准内压电池步骤包括：
将未密封的电池放置在密封手套箱内，调节密封手套箱内的压力为P0，密封电池，即完成内压为P0的所述标准内压电池的制备，依次重复上述操作，并调节所述密封手套箱内的压力，以制备内压为P1···Pn的所述标准内压电池。
可选地，所述制备标准内压电池步骤中，所述密封手套箱与惰性气体供应单元连通，调节惰性气体供应单元所供应气体的压力，即可调节所述密封手套箱内的压力。
可选地，所述惰性气体供应单元包括惰性气体瓶、气体管路和设置在所述气体管路上的调压阀，所述气体管路的一端连通所述惰性气体瓶，另一端连通所述密封手套箱。
可选地，所述惰性气体供应单元还包括设置在所述气体管路上的第一压力表和第二压力表，所述第一压力表和所述第二压力表分别设置在所述调压阀的两端。
可选地，切割所述标准内压电池和所述实验电池均采用电池切割刀，所述电池切割刀上设置有分贝测试仪，所述分贝测试仪用于测量声音强度。
可选地，所述电池切割刀包括刀片固定轴和切割刀片，所述切割刀片套设于所述刀片固定轴上，所述切割刀片的两面上分别贴附有静音垫片，以降低所述切割刀片与所述刀片固定轴的两端之间摩擦产生的噪音。
可选地，所述标准内压电池或所述实验电池为圆柱电池时，所述电池切割刀还包括助滑滚轮，所述助滑滚轮能够可转动抵接于所述圆柱电池，所述助滑滚轮上贴附有静音层。
可选地，切割所述标准内压电池或所述实验电池均在隔音室内进行。
可选地，采用与所述实验电池同类型的电池制作所述标准内压电池。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种电池内压测试方法，包括制备标准内压电池、测试并得到标准曲线和实验电池测试三个步骤。制备标准内压电池阶段，需要制备内压分别为P0、P1···Pn的n+1个标准内压电池，其中，P0为大气压值，P0、P1···Pn两两均不相等，n为大于等于2的正整数。测试并得到标准曲线阶段，需要依次切割n+1个标准内压电池至内压释放，测量并记录每次切割过程中的最大声音强度值dB0、dB1···dBn，根据P1···Pn的n个内压值和(dB1-dB0)···(dBn-dB0)的n个声音强度差值，拟合得到内压与声音强度的函数曲线。在实验电池测试阶段，需要切割实验电池至内压释放，测量切割过程中的最大声音强度值dBx，根据函数曲线，找到dBx与dB0的差值对应的内压值Px，即为实验电池的内压值。可知的是，本发明使用声音强度来表征电池的内压，能够适用于已经密封的电池进行内压测试，且不需要压力传感器和相关的连接工装，测试成本降低，有利于提高经济效益。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的电池内压测试方法的流程示意图；
图2是本发明实施例所提供的密封手套箱和惰性气体供应单元的结构示意图；
图3是本发明实施例所提供的电池切割刀和分贝测量仪的结构示意图。
图中：
1、标准内压电池；11、密封胶钉；2、密封手套箱；3、惰性气体瓶；4、调压阀；5、第一压力表；6、第二压力表；7、电池切割刀；71、切割刀片；72、助滑滚轮；8、分贝测量仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
目前普遍采用压力传感器测试电池的内压，此方法需提前将压力传感器与电池内部进行连接，不能适用于已经密封的电池，适用范围窄。而且压力传感器与电池连接工装复杂，导致测试成本较高，经济性降低。因此，本实施例提供了一种电池内压测试方法，以解决上述问题。
如图1所示，本实施例提供了一种电池内压测试方法，包括以下步骤：
制备标准内压电池1阶段：
为了得到电池内压与切割声音强度之间的函数关系，首先需要制备标准内压电池1。具体地，制备内压分别为P0、P1···Pn的n+1个标准内压电池1，其中，P0为大气压值，P0、P1···Pn两两均不相等，n为大于等于2的正整数。可选地，在本实施例中，n为10，P1···Pn分别为0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1.0MPa、1.1MPa、1.2Mpa。当然根据实验电池可能的内压范围和测量精度要求，可适当调整P1···Pn的取值范围和数量。
为了消除实验电池与标准内压电池1的形状、外壳材质的不同，造成的切割过程中声音强度的差异，可选地，采用与实验电池同类型的电池制作标准内压电池1。
本实施例还提供了制备标准内压电池1的具体方法，如图2所示，可选地，将未密封的电池放置在密封手套箱2内，调节密封手套箱2内的压力为P0，然后密封电池，即完成了内压为P0的标准内压电池1的制备。可选地，未密封的电池为待焊接密封钉的电池，将密封胶钉11塞住注液口即完成了密封电池的步骤。
然后重复上述操作，并调节密封手套箱2内的压力为P1，以制备内压为P1的标准内压电池1。多次重复上述操作，即可完成全部标准内压电池1的制备。相较于直接控制标准内压电池1的内压，上述标准内压电池1的制备方法，即通过调节密封手套箱2内的压力来控制标准内压电池1的内压，大大降低了制备难度，提高了制备效率，且能有效保证标准内压电池1的内压精度。
为了精准调节密封手套箱2内的压力，可将密封手套箱2与惰性气体供应单元连通，调节惰性气体供应单元所供应气体的压力，即可调节密封手套箱2内的压力。可选地，惰性气体供应单元包括惰性气体瓶3、气体管路和设置在气体管路上的调压阀4，气体管路的一端连通惰性气体瓶3，另一端连通密封手套箱2。调压阀4即可精准调控进入密封手套箱2内的气体的压力。
可选地，惰性气体供应单元还包括设置在气体管路上的第一压力表5和第二压力表6，第一压力表5和第二压力表6分别设置在调压阀4的两端，以便工作人员了解气体管路内的压力，调节密封手套箱2内的气体的压力。
测试并得到标准曲线阶段：
依次切割n+1个标准内压电池1至内压释放，测量并记录每次切割过程中的最大声音强度值dB0、dB1···dBn。然后根据P1···Pn的n个内压值和(dB1-dB0)···(dBn-dB0)的n个声音强度差值，拟合得到内压与声音强度的函数曲线。
由于内压为大气压P0的标准内压电池1在切割过程中不会因内压释放发出声音，所以可将其最大声音强度值dB0作为同一环境下该过程中除内压释放发出声音以外的其他声音的最大声音强度值。其他标准内压电池1在切割过程中的最大声音强度值与dB0的差值，即可认为是切割过程中内压释放发出声音的声音强度值，该数值与电池的内压具有一定的函数关系。通过多组数值即可拟合得到该函数关系的曲线，以作为后续实验电池内压测量的标准曲线。
为了避免外界噪音影响对切割标准内压电池1产生声音的测量的准确性，可选地，切割标准内压电池1或实验电池均在隔音室内进行。
如图3所示，可选地，切割标准内压电池1和实验电池均采用电池切割刀7，电池切割刀7上设置有分贝测试仪，分贝测试仪用于测量声音强度。为了避免分贝测试仪与切割处之间的距离造成实验误差，可选地，切割标准内压电池1和实验电池时，分贝测试仪始终位于电池切割刀7的同一位置处。
可选地，电池切割刀7包括刀片固定轴和切割刀片71，切割刀片71套设于刀片固定轴上，切割刀片71为圆环状，其中心线与刀片固定轴的轴线重合。当切割刀片71转动时，即可对标准内压电池1进行切割。
为了尽量突出标准内压电池1内压释放时的声音强度，消减其他声音，可选用锋利的刀片作为切割刀片71，以降低切割电池外壳所产生的噪音。进一步地，在切割刀片71的两面上分别贴附静音垫片，以降低切割刀片71转动时，切割刀片71与刀片固定轴的两端之间摩擦产生的噪音。可选地，静音垫片的材质为硅胶。
可选地，标准内压电池1或实验电池为圆柱电池时，电池切割刀7还包括助滑滚轮72，助滑滚轮72能够可转动抵接于圆柱电池。即助滑滚轮72设置在切割刀片71的相对面，切割刀片71转动切割过程中，会将圆柱电池推向助滑滚轮72。助滑滚轮72上贴附静音层，即可消减圆柱电池与助滑滚轮72接触时产生的噪音。可选地，静音层的材质为硅胶。
实验电池测试阶段：
切割实验电池至内压释放，测量切割过程中的最大声音强度值dBx，根据函数曲线，找到dBx与dB0的差值对应的内压值Px，即为实验电池的内压值。
该电池内压测试方法使用内压释放时的声音强度来表征电池的内压，不仅能够适用于已经密封的电池进行内压测试，还能有效降低测试工作中的操作难度，提高工作效率。而且相较于使用压力传感器的测试方法，该电池内压测试方法不需要压力传感器和相关的连接工装，测试成本降低，有利于提高经济效益。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池内压测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备标准内压电池(1)：制备内压分别为P0、P1···Pn的n+1个标准内压电池(1)，其中，P0为大气压值，P0、P1···Pn两两均不相等，n为大于等于2的正整数；
测试并得到标准曲线：依次切割n+1个所述标准内压电池(1)至内压释放，测量并记录每次切割过程中的最大声音强度值dB0、dB1···dBn，根据P1···Pn的n个内压值和(dB1-dB0)···(dBn-dB0)的n个声音强度差值，拟合得到内压与声音强度的函数曲线；
实验电池测试：切割所述实验电池至内压释放，测量切割过程中的最大声音强度值dBx，根据所述函数曲线，找到dBx与dB0的差值对应的内压值Px，即为所述实验电池的内压值。
2.根据权利要求1所述的电池内压测试方法，其特征在于，所述制备标准内压电池(1)步骤包括：
将未密封的电池放置在密封手套箱(2)内，调节密封手套箱(2)内的压力为P0，密封电池，即完成内压为P0的所述标准内压电池(1)的制备，依次重复上述操作，并调节所述密封手套箱(2)内的压力，以制备内压为P1···Pn的所述标准内压电池(1)。
3.根据权利要求2所述的电池内压测试方法，其特征在于，所述制备标准内压电池(1)步骤中，所述密封手套箱(2)与惰性气体供应单元连通，调节惰性气体供应单元所供应气体的压力，即可调节所述密封手套箱(2)内的压力。
4.根据权利要求3所述的电池内压测试方法，其特征在于，所述惰性气体供应单元包括惰性气体瓶(3)、气体管路和设置在所述气体管路上的调压阀(4)，所述气体管路的一端连通所述惰性气体瓶(3)，另一端连通所述密封手套箱(2)。
5.根据权利要求4所述的电池内压测试方法，其特征在于，所述惰性气体供应单元还包括设置在所述气体管路上的第一压力表(5)和第二压力表(6)，所述第一压力表(5)和所述第二压力表(6)分别设置在所述调压阀(4)的两端。
6.根据权利要求1所述的电池内压测试方法，其特征在于，切割所述标准内压电池(1)和所述实验电池均采用电池切割刀(7)，所述电池切割刀(7)上设置有分贝测试仪，所述分贝测试仪用于测量声音强度。
7.根据权利要求6所述的电池内压测试方法，其特征在于，所述电池切割刀(7)包括刀片固定轴和切割刀片(71)，所述切割刀片(71)套设于所述刀片固定轴上，所述切割刀片(71)的两面上分别贴附有静音垫片，以降低所述切割刀片(71)与所述刀片固定轴的两端之间摩擦产生的噪音。
8.根据权利要求6所述的电池内压测试方法，其特征在于，所述标准内压电池(1)或所述实验电池为圆柱电池时，所述电池切割刀(7)还包括助滑滚轮(72)，所述助滑滚轮(72)能够可转动抵接于所述圆柱电池，所述助滑滚轮(72)上贴附有静音层。
9.根据权利要求1所述的电池内压测试方法，其特征在于，切割所述标准内压电池(1)或所述实验电池均在隔音室内进行。
10.根据权利要求1所述的电池内压测试方法，其特征在于，采用与所述实验电池同类型的电池制作所述标准内压电池(1)。
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