CN202631575U - 锂离子电芯电子绝缘性能检测装置及其测试夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于检测设备技术领域，特别涉及一种锂离子电芯电子绝缘性能的测试夹具，包括底板、电芯并联线路、位于所述底板上方的顶盖，所述底板和顶盖之间设有压板，所述顶盖上固定连接有朝向所述压板的传动气缸，所述底板、压板和顶盖通过支柱连接，所述电芯并联线路集成在所述底板上，所述底板和压板之间放置有限位装置。相对于现有技术，本实用新型通过采用锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具，可将多个电芯并联后进行测试，提高了测试效率，而且测试精度可控，适用于批量化生产。此外，本实用新型还公开了一种包含该测试夹具的检测装置。

Description

锂离子电芯电子绝缘性能检测装置及其测试夹具

技术领域

本实用新型属于检测设备技术领域，特别涉及一种锂离子电芯电子绝缘性能的测试夹具，以及包含该测试夹具的检测装置。

背景技术

伴随电子移动设备小型化、集成化的发展，其对锂离子电池的能量密度和安全可靠性提出了更高的要求。通常情况下，锂离子电芯的正负极板是由具有电子绝缘且离子导通的多孔聚酯薄膜(后称隔膜)隔开的，隔膜的厚度通常为几个微米到几十个微米。在电芯的制造过程中，正负极板集流体上面的毛刺或从极板上面脱落下来的导电颗粒或从环境中引入的金属颗粒以及隔膜自身的局部缺陷等都有可能造成正负极板间电子绝缘性能的破坏，从而导致电芯质量下降，甚至引发安全问题。Hi-pot测试(高压测试)作为一种能够检测上述绝缘缺陷的方法，已经被锂离子电池制造企业普遍采用。目前电芯的Hi-pot测试通常采用耐压绝缘电阻测试仪。

以卷绕式锂离子电池的制造过程为例，在将极板和隔膜装配成电芯后，通常会对电芯进行一次Hi-pot测试。其做法是，首先对电芯正面施加适当的压力，然后把设置好参数的绝缘电阻测试仪的正负表笔分别与待测电芯的正负极耳相接触，绝缘电阻测试仪将设定的电压加载到电芯的正负极板上并持续一定的时间。如果电芯正负极板间存在绝缘缺陷，缺陷点处的漏电流比没有缺陷的区域大，甚至在缺陷点发生击穿。当绝缘电阻测试仪检测到这个不能容忍的漏电流或击穿电流时，机器将发出报警，判定该电芯为Hi-pot坏品。如前所述，对电芯正面施加压力的大小和正负极板间加载电压的持续时间对测试精度有较大影响。对电芯施加的压力过大会对内部极板或隔膜造成损伤，而压力过小则有可能检测不到已有的缺陷；加载电压持续时间过短容易造成误判，而对于批量检验而言，加载电压的持续时间势必影响检测效率。

有鉴于此，确有必要提供一种测试精度可控和测试效率更高的适合批量检验的锂离子电芯电子绝缘性能的测试夹具，以及包含该测试夹具的检测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种测试精度可控和测试效率更高的适合批量检验的锂离子电芯电子绝缘性能的测试夹具。

为了实现上述目的，本实用新型所采用如下技术方案：

一种锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具，包括底板、电芯并联线路、位于所述底板上方的顶盖，所述底板和顶盖之间设有压板，所述顶盖上固定连接有朝向所述压板的传动气缸，所述底板、压板和顶盖通过支柱连接，所述电芯并联线路集成在所述底板上，所述底板和压板之间放置有限位装置，以防止待测电芯被过压。

作为本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具的一种改进，所述电芯并联线路包括用于将电芯并联的连接件、测试正端子、测试负端子、减半测试端子、以及半测试开关，所述测试正端子、测试负端子、减半测试端子、以及半测试开关均集成在底板上。

作为本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具的一种改进，所述连接件包括上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板通过锁紧螺栓连接，设置连接件目的是将待测电芯并联到一起。

作为本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具的一种改进，所述压板为可活动部件。

作为本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具的一种改进，所述限位装置为限位垫块、限位螺栓或行程开关中的一种。

作为本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具的一种改进，所述传动气缸安装在所述顶盖的中心。

相对于现有技术，本实用新型通过采用锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具，可将多个电芯并联后进行测试，提高了测试效率，而且测试精度可控，适用于批量化生产。

本实用新型的另一个目的在于提供一种锂离子电芯电子绝缘性能检测装置，包括绝缘电阻测试仪，和上述段落所述的锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具，所述测试夹具与所述绝缘电阻测试仪电连接。

作为本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能检测装置的一种改进，所述绝缘电阻测试仪包括Hi-pot测试仪、兆欧表和接触电阻测试仪。

相对于现有技术，本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能检测装置至少具有以下优点：

一是可实现多电芯同时检验，而不是如现有技术那样一个一个检测，明显提高了检测效率，适合批量检验；

二是具有防电芯被过压的功能，避免对内部极板或隔膜造成损伤。

附图说明

图1为本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具的结构示意图；

图2为本实用新型中电芯并联线路图；

图3为本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，一种锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具，包括底板30、电芯并联线路50、位于所述底板30上方的顶盖11，所述底板30和顶盖11之间设有压板20，所述顶盖11上固定连接有朝向所述压板20的传动气缸13，所述底板30、压板20和顶盖11通过支柱12连接，所述电芯并联线路50集成在所述底板30上，所述底板30和压板20之间放置有限位装置40。

其中，传动气缸13的输出压强可以根据测试电芯的数量、待测电芯的长宽尺寸、隔膜材质及厚度等参数而确定，通常单个电芯承受的压板施加的压强在0～10MPa之间。

其中，如图2所示，所述电芯并联线路50包括用于将电芯并联的连接件60、测试正端子51、测试负端子52、减半测试端子53、以及半测试开关54，所述测试正端子51、测试负端子52、减半测试端子53、以及半测试开关54均集成在底板30上。

所述连接件60包括上夹板61和下夹板62，所述上夹板61和下夹板62通过锁紧螺栓63连接。使用时先将上夹板61取下，然后将待测电芯的正负极耳放入下夹板62的相应位置，再将上夹板61和下夹板62用锁紧螺栓63锁紧即可。

所述压板20为可活动部件。

所述限位装置40为限位垫块、限位螺栓或行程开关中的一种，限位装置40的高度可以根据待测电芯的厚度选择，通常为待测电芯厚度的50％～100％。。

所述传动气缸13安装在所述顶盖11的中心。

如图3所示，一种锂离子电芯电子绝缘性能检测装置，包括绝缘电阻测试仪7和上述的锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具8，所述测试夹具8与所述绝缘电阻测试仪7电连接。

其中，所述绝缘电阻测试仪7包括Hi-pot测试仪、兆欧表和接触电阻测试仪。

具体而言，本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能检测装置采取了将多个待测电芯并联的技术手段把以往单个检验的方式转化成分段筛选的检验方式。将多个待测电芯通过连接件60并联起来，要保证待测电芯与连接件60连接可靠，再将设定好参数的绝缘电阻测试仪7的正负表笔分别与电芯并联线路50的测试正端子51和测试负端子52相接触，此时绝缘电阻测试仪7把设定的输出电压施加于并联线路上的每个待测电芯的正负极板上。在设定的持续时间内，如果绝缘电阻测试仪7不报警，则说明所有并联的待测电芯的绝缘性能均符合要求(以下简称为I类电芯)；如果绝缘电阻测试仪7报警，则说明并联的待测电芯中至少有一个电芯的绝缘性能不符合要求，此时可以采用分段筛选方式将不符合绝缘性能要求的电芯(以下简称为II类电芯)检测出来。在电芯制造过程中，II类电芯的比例通常不足5％，所以采用多电芯并联分段筛选的检验方式既能实现批量检验，又可以大大提高检测效率。

需要说明的是，电芯并联线路50上设置的测试正端子51是待测电芯并联后总的正极输出端，测试负端子52是待测电芯并联后总的负极输出端。设置减半测试端子53和减半测试开关54的目的是分段筛选II类电芯，其在电芯并联线路50上设置的具体位置及具体数量可以根据待测试电芯的数量及预计的II类电芯坏品比例而定。

本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能检测装置检测电芯绝缘性能的过程如下：

步骤一，设定绝缘电阻测试仪7。设定绝缘电阻测试仪7的输出电压、持续时间和检测电阻下限。基本检测原理如下：绝缘电阻测试仪7将设定的输出电压加载到待测电芯的正负极板上，在设定的持续时间内检测待测电芯的绝缘电阻，如果待测电芯的绝缘电阻低于设定的检测电阻下限，则绝缘电阻测试仪7发出持续的蜂鸣报警，即判定该电芯为II类电芯；如果待测电芯的绝缘电阻大于或等于设定的检测电阻下限，绝缘电阻测试仪7未发出蜂鸣报警，即判定该电芯为I类电芯；

步骤二，将待测电芯按前文所述方法与集成在底板30上的电芯并联线路50的连接件60连接固定，其中电芯的数量为六个，依次记为第一电芯71、第二电芯72、第三电芯73、第四电芯74、第五电芯75和第六电芯76(如图2所示)；

步骤三，将限位装置40放置于底板30上，限位装置40的高度为待测电芯厚度的90％；

步骤四，启动传动气缸13将压板20压下，传动气缸13的输出压力为1.0Mpa每电芯；

步骤五，对电芯的电子绝缘性能进行测试，分为以下几种情况：

一，将预先设定好参数的绝缘电阻测试仪7的正、负表笔分别与电芯并联线路上的测试正端子51和测试负端子52相接触。在设定的持续时间内，如果绝缘电阻测试仪7不报警，则判断该批电芯(即第一电芯71、第二电芯72、第三电芯73、第四电芯74、第五电芯75和第六电芯76)均为I类电芯，即可完成测试；

二，在设定的持续时间内，如果绝缘电阻测试仪7报警，则说明该批电芯中至少有一个II类电芯，此时，又可分为如下几种情况：

(一)打开设置在电芯并联线路50上的减半测试开关54，如果在设定的持续时间内，绝缘电阻测试仪7不报警，则第一电芯71、第二电芯72、第三电芯73为I类电芯，而第四电芯74、第五电芯75和第六电芯76种至少有一个为II类电芯；

(二)打开减半测试开关54，如果绝缘电阻测试仪7报警，则判定电芯第一电芯71、第二电芯72、第三电芯73中至少有一个为II类电芯；此时移动绝缘电阻测试仪7的正表笔与减半测试端子53相接触，在设定的持续时间内，如果绝缘电阻测试仪7不报警，则判定电芯73至电芯76均为I类电芯；如果绝缘电阻测试仪报警，则判定第四电芯74、第五电芯75和第六电芯76至少有一个为II类电芯。

通过以上操作缩小了II类电芯所在范围，再使用绝缘电阻测试仪7通过单个检验的方式，将II类电芯挑选出来，即完成测试。

为了检验本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能检测装置的检测效率和可靠性，做对比试验如下：取500件待测电芯，分别采用本实用新型检测装置和检测方法和现有单电芯检测方法进行Hi-pot测试，其中，绝缘电阻测试仪参数设定和电芯表面加的力都是一样的，统计每批可检测的电芯数量、Hi-pot坏品检出数量和检测用时，所得结果记录如表1。

表1：采用本实用新型的装置和采用现有技术的装置进行电芯Hi-pot测试的结果

由表1可知，本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能检测装置与现有技术相比检测精度和检测效率均有较大提升，尤其适合批量检验。

本说明书中仅仅给出了本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能检测装置的部分实施方式。根据本实用新型的其他实施方式，锂离子电芯电子绝缘性能检测装置的尺寸可以根据待检测样品的数量进行调整；为了实现同时检测更多待检测样品的目的，本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能检测装置的上压板或下压板还可以设置成多层；为了实现多次分段筛选待检测样品的目的，本实用新型锂离子电芯电子绝缘性能检测装置的电芯并联线路50上可根据需要设置更多的减半测试开关54和减半测试端子53。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (8)

1.一种锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具，其特征在于：包括底板(30)、电芯并联线路(50)、位于所述底板(30)上方的顶盖(11)，所述底板(30)和顶盖(11)之间设有压板(20)，所述顶盖(11)上固定连接有朝向所述压板(20)的传动气缸(13)，所述底板(30)、压板(20)和顶盖(11)通过支柱(12)连接，所述电芯并联线路(50)集成在所述底板(30)上，所述底板(30)和压板(20)之间放置有限位装置(40)。

2.根据权利要求1所述的锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具，其特征在于：所述电芯并联线路(50)包括用于将电芯并联的连接件(60)、测试正端子(51)、测试负端子(52)、减半测试端子(53)、以及半测试开关(54)，所述测试正端子(51)、测试负端子(52)、减半测试端子(53)、以及半测试开关(54)均集成在底板(30)上。

3.根据权利要求2所述的锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具，其特征在于：所述连接件(60)包括上夹板(61)和下夹板(62)，所述上夹板(61)和下夹板(62)通过锁紧螺栓(63)连接。

4.根据权利要求1所述的锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具，其特征在于：所述压板(20)为可活动部件。

5.根据权利要求1所述的锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具，其特征在于：所述限位装置(40)为限位垫块、限位螺栓或行程开关中的一种。

6.根据权利要求1所述的锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具，其特征在于：所述传动气缸(13)安装在所述顶盖(11)的中心。

7.一种锂离子电芯电子绝缘性能检测装置，包括绝缘电阻测试仪，其特征在于：还包括权利要求1至6任一项所述的锂离子电芯电子绝缘性能测试夹具，所述测试夹具与所述绝缘电阻测试仪电连接。 

8.根据权利要求1所述的锂离子电芯电子绝缘性能检测装置，其特征在于：所述绝缘电阻测试仪包括Hi-pot测试仪、兆欧表和接触电阻测试仪。 

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