CN202676890U - 一种测试电芯安全性能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种测试电芯安全性能装置，包括测试箱主体、电路控制箱、下压杆、滑块、短路触头、感温线、铜块、固定夹，测试箱主体与电路控制箱连结为一体结构，测试箱主体设有上盖，测试箱主体的表面设置有滑块，下压杆穿插于滑块，下压杆设置有短路触头、感温线的一端伸入测试箱主体内部，测试箱主体内部设置有固定夹。能在测试时，很好的固定电芯，并进行内部短路实验测试，通过对电芯的测试，可以观察到在内短路发生的时刻电芯的状态（是否燃烧，冒烟，阳极火焰传播的形貌），还可以通过外接多路测温仪记录短路过程中的短路电流，阳极表面的温升和电芯的电压变化等数据，从而得到更全面的评估。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池安全测试领域，更具体地说，涉及一种能够表征锂离子电池在内短路过程中安全性能的测试电芯安全性能装置。
背景技术
随着锂离子电池能量密度越来越高，随之而来的安全隐患也越来越大，锂离子电池的安全性与许多因素有关,如材料的性能、电池的设计、电池的组装及电池的管理与使用条件等。在评价锂离子电池的安全性能时,内部短路实验是一种有效的方法。电池发生内部短路时,一股极高的电流通过短路位置并产生大量的热,由此可能在电池内部产生热失控现象,甚至起火或爆炸。通过预测性实验和检测方法来评价内部短路性能,是锂离子电池检测的重要方面。
国内外有很多模拟内部短路的实验方法，如针刺，挤压等，但是这些方法也都存在一定的局限性，都只能定性的以观察到是否燃烧的现象作为是否安全的标准，而不能作为理论的定量分析。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种能固定的短路模式（铝箔与阳极膜片短路），同时能定性分析电芯内短路后的膜片状态，又能定量评价锂离子电池在发生内短路后安全特性的测试电芯安全性能装置。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为，一种测试电芯安全性能装置，包括测试箱主体、电路控制箱、下压杆、滑块、短路触头、感温线、铜块、固定夹，测试箱主体与电路控制箱连结为一体结构，测试箱主体设有上盖，测试箱主体的表面设置有滑块，下压杆穿插于滑块，下压杆设置有短路触头、感温线的一端伸入测试箱主体内部，测试箱主体内部设置有固定夹。电池发生内部短路时,一股极高的电流通过短路位置并产生大量的热,由此可能在电池内部产生热失控现象,甚至起火或爆炸。设计了一个测试电芯安全性能装置，既能定性分析电芯内短路后的膜片状态，又能定量评价锂离子电池在发生内短路后安全特性。其中，测试箱主体，用耐高温的合成石搭建，防止电芯在测试过程中燃烧破坏腔体，正前面采用钢化玻璃，以便于观察里面发生的现象。
作为本实用新型的进一步改进，下压杆由电动下压杆和手动下压杆构成。电动压杆采用齿轮传动，可以精确控制下降的高度和速度，同时可以保证下压的过程中对极片的压力基本恒定。电动压杆适用于测试30s以内的短路，而手动压杆适用于测试时间大于30s的情况。
作为本实用新型的进一步改进，电动下压杆与短路触头连接；手动下压与感温线连接。感温线随着下压杆一起降落，且感温线与短路触头的距离非常近，在短路的一瞬间即可准确的测量短路点温度的变化。
作为本实用新型的进一步改进，短路触头及感温线设置在同一水平线上。可以根据不同的需求加工出不同横截面积的短路触头，短路触头可拆卸替换，以满足不同短路面积的实验需求。触头整体设置成锥形的结构，上宽下窄，可以防止多次实验后由于强度不够造成触头弯曲的情况。
作为本实用新型的进一步改进，下压杆通过铜导线与设置在测试箱主体的铜块连接。
作为本实用新型的进一步改进，测试箱主体内壁设置有防爆灯。测试过程中产生大量的热，防爆灯具有散热效果好、防爆效果好、安全性高和使用寿命长的优点，从而适合用于照明，便于对测试状况的观测。
作为本实用新型的进一步改进，测试箱主体的侧面设置有两个圆形孔。将电压线通过两个圆形孔伸入测试箱主体，夹住电芯的两个极片，可以监控内短路过程中电芯的电压降。
作为本实用新型的进一步改进，电路控制箱表面设置有时间控制器按钮、开关和测试启动键。
作为本实用新型的进一步改进，测试箱主体内部设有轨线，并与固定夹配合，使固定夹可沿轨线轴的方向滑动。固定夹设置为可移动，可以保证不同膜片宽度的电芯的固定。
作为本实用新型的进一步改进，上盖设有凹槽，滑块与凹槽配合，可沿凹槽轴的方向滑动。可移动滑块可以保证在阳极膜片任何位置产生短路，对于评估不同短路位置安全性的差异很有帮助。
本实用新型的有益效果在于，构造这样一种测试电芯安全性能装置，测试箱主体的表面设置有滑块，下压杆穿插于滑块，下压杆设置有短路触头、感温线的一端伸入测试箱主体内部，测试箱主体内部设置有固定夹。能在测试时，很好的固定电芯，并进行内部短路实验测试，通过对电芯的测试，可以观察到在内短路发生的时刻电芯的状态（是否燃烧，冒烟，阳极火焰传播的形貌），还可以通过外接多路测温仪记录短路过程中的短路电流，阳极表面的温升和电芯的电压变化等数据，从而得到更全面的评估。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明内短路实验装置和使用做详细的说明。
参照图1所示，一种测试电芯安全性能装置，包括测试箱主体1、电路控制箱2、下压杆3、滑块4、短路触头5、感温线6、铜块7、固定夹8，测试箱主体1与电路控制箱2连结为一体结构，测试箱主体1设有上盖11，测试箱主体1的表面设置有滑块4，下压杆3穿插于滑块4，下压杆3设置有短路触头5、感温线6的一端伸入测试箱主体1内部，测试箱主体1内部设置有固定夹8。电池发生内部短路时,一股极高的电流通过短路位置并产生大量的热,由此可能在电池内部产生热失控现象,甚至起火或爆炸。设计了一个测试电芯安全性能装置，既能定性分析电芯内短路后的膜片状态，又能定量评价锂离子电池在发生内短路后安全特性。其中，测试箱主体1，用耐高温的合成石搭建，防止电芯在测试过程中燃烧破坏腔体，正前面采用钢化玻璃，以便于观察里面发生的现象。
下压杆3由电动下压杆31和手动下压杆32构成。电动压杆31采用齿轮传动，可以精确控制下降的高度和速度，同时可以保证下压的过程中对极片的压力基本恒定。电动压杆31适用于测试30s以内的短路，而手动压杆32适用于测试时间大于30s的情况。
电动下压杆31与短路触头5连接；手动下压32与感温线6连接。感温线6随着下压杆3一起降落，且感温线6与短路触头5的距离非常近，在短路的一瞬间即可准确的测量短路点温度的变化。
短路触头5及感温线6设置在同一水平线上。可以根据不同的需求加工出不同横截面积的短路触头5，短路触头5可拆卸替换，以满足不同短路面积的实验需求。短路触头5整体设置成锥形的结构，上宽下窄，可以防止多次实验后由于强度不够造成触头弯曲的情况。
下压杆3通过铜导线与设置在测试箱主体1的铜块7连接。
测试箱主体1内壁设置有防爆灯9。测试过程中产生大量的热，防爆灯9具有散热效果好、防爆效果好、安全性高和使用寿命长的优点，从而适合用于照明，便于对测试状况的观测。
测试箱主体1的侧面设置有两个圆形孔12。将电压线通过两个圆形孔12伸入测试箱主体1，夹住电芯的两个极片，可以监控内短路过程中电芯的电压降。
电路控制箱2表面设置有时间控制器按钮21、开关22和测试启动键23。
测试箱主体1内部设有轨线，并与固定夹8配合，使固定夹8可沿轨线轴的方向滑动。固定夹8设置为可移动，可以保证不同膜片宽度的电芯的固定。
作为本实用新型的进一步改进，上盖11设有凹槽，滑块4与凹槽配合，可沿凹槽轴的方向滑动。可移动滑块4可以保证在阳极膜片任何位置产生短路，对于评估不同短路位置安全性的差异很有帮助。
把测试箱主体1的上盖11打开，将待测试的电芯拆解，单独展开最外层几圈的阴极膜片，将外马甲铝箔压在铜块7下，然后将电芯未展开部分放在测试箱主体1的内部，用固定夹8固定，未展开部分保证阳极膜片在上方，这时放下上盖11，打开开关22，把时间控制器21设置成测试需要持续的时间，通过可移动滑块4调整短路触头5在下落后与阳极膜片接触的位置，调整完毕后，按下测试启动键23，电动下压杆31会带着感温线6自动的下落，在短路触头5接触到阳极膜片后，铝箔通过铜块7，铜导线，电动下压杆31，短路触头5，与阳极膜片构成一个回路，造成铝箔与阳极膜片的短路，短路的持续时间就是在时间控制器21上设定的时间，结束后电动下压杆31会自动抬起，整个过程结束。
本实验新型在测试的过程中，可以观察到在内短路发生的时刻电芯的状态（是否燃烧，冒烟，阳极火焰传播的形貌），还可以通过钳流表测量外电路电流（由于是串联，所以此电流即短路电流），通过感温线6测量短路点处阳极表面的温升。将电压线通过圆形孔12伸入测试箱主体，夹住电芯的两个极片，可以监控内短路过程中电芯的电压降。有了这些数据，可以定量的计算电芯的产热量，在短路现象不是很明显的情况下，依然可以用准确的数据定量的判断电芯安全性能的好坏。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种测试电芯安全性能装置，其特征在于，包括测试箱主体（1）、电路控制箱（2）、下压杆（3）、滑块（4）、短路触头（5）、感温线（6）、铜块（7）、固定夹（8），测试箱主体（1）与电路控制箱（2）连结为一体结构，测试箱主体（1）设有上盖（11），测试箱主体（1）的表面设置有滑块（4），下压杆（3）穿插于滑块（4），下压杆（3）设置有短路触头（5）、感温线（6）的一端伸入测试箱主体（1）内部，测试箱主体（1）内部设置有固定夹（8）。
2.根据权利要求1所述测试电芯安全性能装置，其特征在于，下压杆（3）由电动下压杆（31）和手动下压杆（32）构成。
3.根据权利要求2所述测试电芯安全性能装置，其特征在于，电动下压杆（31）与短路触头（5）连接；手动下压杆（32）与感温线（6）连接。
4.根据权利要求1所述测试电芯安全性能装置，其特征在于，短路触头（5）及感温线（6）设置在同一水平线上。
5.根据权利要求1所述测试电芯安全性能装置，其特征在于，下压杆（3）通过铜导线与设置在测试箱主体（1）的铜块（7）连接。
6.根据权利要求1所述测试电芯安全性能装置，其特征在于，测试箱主体（1）内壁设置有防爆灯（9）。
7.根据权利要求1所述测试电芯安全性能装置，其特征在于，测试箱主体（1）的侧面设置有两个圆形孔（12）。
8.根据权利要求1所述测试电芯安全性能装置，其特征在于，电路控制箱（2）表面设置有时间控制器按钮（21）、开关（22）和测试启动键（23）。
9.根据权利要求1所述测试电芯安全性能装置，其特征在于，测试箱主体（1）内部设有轨线，并与固定夹（8）配合，使固定夹（8）可沿轨线轴的方向滑动。
10.根据权利要求1所述测试电芯安全性能装置，其特征在于，上盖（11）设有凹槽，滑块（4）与凹槽配合，可沿凹槽轴的方向滑动。
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2012
- 2012-06-04 CN CN 201220258993 patent/CN202676890U/zh not_active Expired - Lifetime
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