CN206930498U - 圆柱电池内部气体收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电池加工设备技术领域，提供一种圆柱电池内部气体收集装置，包括电池套杯和用于与电池套杯配合形成密闭空间的套杯盖，套杯盖可拆卸安装于电池套杯上；电池套杯包括套杯侧壁、套杯底壁和伸入腔，伸入腔内设有夹持件，夹持件转动安装在伸入腔底部并与一扭矩输入机相连；套杯盖包括套杯盖侧壁和套杯盖顶壁和容纳腔，容纳腔内设有至少一个切割刀，切割刀包括刀柄和抵接于圆柱电池脖口上的刀体；套杯盖上设有出气管，出气管上设有阀门。本实用新型提供的圆柱电池内部气体收集装置与现有技术相比，通过设置电池套杯、套杯盖、切割刀和夹持件，在密闭空间内实现环形切割圆柱电池钢壳和收集气体的全程作业，避免气体泄露或混入空气。

Description

圆柱电池内部气体收集装置

技术领域

本实用新型属于电池检测设备技术领域，更具体地说，是涉及一种圆柱电池内部气体收集装置。

背景技术

随着锂离子电池在动力、储能等领域的快速发展，锂电池的性能愈来愈越受到重视。对锂电池的分析测试手段也在不断发展中，其中，对锂电池产气的研究也是很重要一项。锂电池在化成过程会产生气体，在使用过程中也会产生气体，这些气体可由正极材料、负极材料、电解液或正负极集流体产生。产气量太多会严重影响电池的使用寿命，另外产气的成分及含量也会影响锂电池的安全性能，如果内部产生的某种气体含量达到一定程度会加大电池着火爆炸的风险。因此，对锂电池产气成分及含量的测试是非常有必要的，锂电池产气成分及含量的测试对锂电池化成阶段、存储阶段、使用过程中产气的测试分析对锂电池材料的选择、电池的设计及工艺制成的实现具有很高的指导意义。

目前圆柱锂电池外壳主要为钢壳，圆柱锂电池一般分为含有电池盖板的第一端和相对于第一端的第二端，其中脖口靠近第一端,在研究圆柱锂电池产气过程中，首先要对圆柱电池的脖口部分的钢壳切割，将电池盖板切掉，再进行气体收集，在通常不使用特殊设备的情况下，会因为气体泄露而导致收集不完全或混入空气，影响后续测试分析结果。因此，提供一种结构简单、操作方便又能保证收集的可靠性的圆柱锂电池内部产生气体收集装置是十分有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种圆柱电池内部气体收集装置，旨在解决现有技术在采集圆柱电池内部气体过程中因气体泄露而导致收集不完全或混入空气，影响气体测试分析结果的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种圆柱电池内部气体收集装置，包括电池套杯和用于与所述电池套杯配合形成密闭空间的套杯盖，所述套杯盖可拆卸安装于所述电池套杯上；所述电池套杯包括套杯侧壁和套杯底壁，所述套杯侧壁和所述套杯底壁连接形成一与圆柱电池第二端外形相适配的伸入腔，所述伸入腔内设有用于夹持所述圆柱电池第二端的夹持件，所述夹持件转动安装在所述伸入腔底部，并与一扭矩输入机相连；所述套杯盖为包括套杯盖侧壁和套杯盖顶壁的敞口盖体，所述套杯盖侧壁和所述套杯盖顶壁连接形成容纳腔，所述容纳腔内设有至少一个用于切割所述圆柱电池的切割刀，所述切割刀包括刀柄和抵接于所述圆柱电池脖口上的刀体；所述套杯盖上设有用于所述容纳腔排气的出气管，所述出气管上设有控制所述出气管通断的阀门。

进一步地，所述切割刀铰接安装在所述容纳腔中，所述刀柄设有用于使所述切割刀复位的弹性件。

进一步地，所述套杯盖上还设有用于监测所述容纳腔气压的气压表。

进一步地，所述套杯盖内还设有一与所述套杯盖顶壁弹性连接的卡盖，所述卡盖为与所述圆柱电池第一端相适配的盖体结构，所述圆柱电池第一端通过所述卡盖抵接所述刀柄使所述刀体抵接在所述圆柱电池脖口。

进一步地，所述卡盖为圆形盖体。

进一步地，所述刀柄为槽形结构，所述刀体设于所述刀柄的一端。

进一步地，所述切割刀的数量为两个，两个所述切割刀呈环形且相隔180度分设于所述套杯盖内。

进一步地，所述电池套杯和所述套杯盖的均为圆柱形外形结构，所述电池套杯和所述套杯盖螺纹连接。

进一步地，所述套杯侧壁设有外螺纹，所述套杯盖侧壁设有与所述外螺纹相配合的内螺纹，所述套杯侧壁的端部和所述套杯盖侧壁的端部分别设有用于安装抵接的套杯侧壁安装端面和套杯盖侧壁安装端面，所述套杯侧壁安装端面和所述套杯盖侧壁安装端面之间设有密封圈。

进一步地，所述夹持件包括底盘和若干设于所述底盘上的弹片，若干所述弹片呈与所述圆柱电池第二端相适配的环形分布，所述底盘与所述扭矩输入机相连。

本实用新型提供的圆柱电池内部气体收集装置与现有技术相比，通过设置电池套杯和套杯盖组成了密闭空间，并在密闭空间内设置切割刀和能带动圆柱电池自转的夹持件，在密闭空间内实现了环形切割圆柱电池钢壳和收集气体的全程作业，避免了气体泄露或者混入空气，为后续气体的准确测试分析提供保障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的圆柱电池内部气体收集装置(包含圆柱电池)的结构示意图；

图2为图1中电池套杯的结构示意图；

图3为图1中套杯盖的结构示意图；

其中，图中各附图标记：

1、电池套杯；11、套杯侧壁；111、套杯侧壁安装端面；12、套杯底壁；13、伸入腔；14、夹持件；15、扭矩输入机；2、套杯盖；21、套杯盖侧壁；211、套杯盖侧壁安装端面；22、套杯盖顶壁；23、容纳腔；24、切割刀；241、刀柄；242、刀体；25、卡盖；26、弹性件；3、出气管；4、气压表；5、阀门；6、圆柱电池；61、电池盖板。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参见图1至图3，现对本实用新型提供的圆柱电池内部气体收集装置的实施例进行说明。圆柱电池内部气体收集装置，包括电池套杯1和与电池套杯1配合形成密闭空间的套杯盖2，电池套杯1和套杯盖2采用可拆卸连接方式，这里的可拆卸连接可以是螺纹连接、卡扣连接、过盈连接等方式，并且可利用缠麻绳、缠生胶带或者安装密封圈等方式实现在电池套杯1和套杯盖2之间形成密闭空间。电池套杯1的外形结构不限，可以是三棱柱、圆柱、长方体等多种结构，套杯盖2设计成与电池套杯1相配的结构。电池套杯1包括套杯侧壁11和套杯底壁12，套杯侧壁11和套杯底壁12连接形成一与圆柱电池6外形相适配并供圆柱电池6的第二端插入放置的伸入腔13。伸入腔13内设有可夹持圆柱电池6第二端并带动圆柱电池6沿该圆柱电池6轴向方向自转的夹持件14，夹持件14转动安装于伸入腔13底部，夹持件14与一扭矩输入机15相连。夹持件14结构不限，其夹持方式可以采用强力磁铁吸合固定圆柱电池或者利用环形弹片、抱箍等机械方式夹持圆柱电池。扭矩输入机15可以是电机或者手摇柄等能够提供扭矩的机构。套杯盖2为包括套杯盖侧壁21和套杯盖顶壁22的敞口盖体，套杯盖侧壁21和套杯盖顶壁22连接形成容纳腔23，密闭空间主要包括伸入腔13和容纳腔23。套杯盖2内设有至少一个用于切割圆柱电池6的切割刀24，切割刀24可以采用固定连接或者其他连接方式设置在容纳腔23中。切割刀24包括刀柄241和抵接在圆柱电池6脖口的刀体242，当圆柱电池6第一端伸入至套杯盖2内即容纳腔23中时，刀体242正好是抵接在圆柱电池6的脖口。套杯盖2上还设有连通容纳腔23内外的出气管3，此外出气管3上设有控制出气管3通断的阀门5。

使用时，将圆柱电池6的第二端插入到伸入腔13，夹持件14将圆柱电池第二端固定，将圆柱电池6的第一端插入容纳腔23内，刀体242抵接在圆柱电池6的脖口甚至可能刺入圆柱电池6的脖口，再将电池套杯1和套杯盖2连接并密封。然后将抽真空设备与出气管3连通，打开阀门5，进行抽真空作业，进行一端时间的抽真空后，关闭阀门5，在之后通过扭矩输入机15对夹持件14输入扭矩，夹持件14带动圆柱电池6沿其圆柱电池轴线自转，此时切割刀24的刀体242就对圆柱电池6的脖口进行环切，圆柱电池6切开后，气体全部转移到了密闭空间内。此时将出气管3与气体抽气装置或者气体检测设备相连，打开阀门5，将密闭空间内的气体转移再进行下一步工作。最后将拆卸电池套杯1和套杯盖2分离，取出圆柱电池6即可。

本实用新型实施例提供的圆柱电池内部气体收集装置与现有技术相比，通过设置电池套杯和套杯盖组成了密闭空间，并在密闭空间内设置切割刀和能带动圆柱电池自转的夹持件，在密闭空间内实现了环形切割圆柱电池钢壳和收集气体的全程作业，避免了气体泄露或者混入空气，为后续气体的准确测试分析提供保障。

进一步地，请参见图1和图3，切割刀24铰接安装在容纳腔23中，切割刀24是可以在容纳腔23中转动的。刀柄241上设有用于使切割刀24即刀体242复位的弹性件24，此弹性件24可以是弹簧、波纹管、弹片等。弹性件24可以设置在刀柄241与套杯盖侧壁21之间或者是设置在刀柄241与其他部件之间。其中一种具体实施方式可以是，弹性件24设置在刀柄241与套杯盖侧壁21之间，弹性件24的在套杯盖侧壁21上的位置到套杯盖顶壁22的距离比切割刀24铰接在套杯盖侧壁21位置到套杯盖顶壁22的距离远。初始位置是，当没有圆柱电池6插入容纳腔23时，因为弹性元件24的作用，刀体242被拉开，背离容纳腔23的中间位置，为圆柱电池6第一端的装载和拆卸提供便利。当圆柱电池6第一端插入容纳腔23时，因为触动并抵接刀柄241，使刀体242抵接脖口甚至刺入脖口；拔出圆柱电池6，切割刀24转动，刀体242复位。

进一步地，请参见图1和图3，套杯盖2上还设有用于监测容纳腔23气压的气压表4。气压表4可以是普通的机械气压表、带数显的压力传感器、真空表等压力监测仪器。气压表4可以为操作过程提供技术支持。在抽真空操作时，当抽真空装置不自带待压力监测装置时，气压表4的读数稳定说明抽真空完成，此时关闭阀门5，可记下此时的气压表4读数X。在切割圆柱电池时，气压表4的读数会发生变化，说明圆柱电池6内部的气体进入到了密闭空间，此后气压表4的读数稳定后说明切割完成，可记下此时的气压表4读数Y。此外，气压表4的读数X和Y可为后续的气体分析辅助提供数据支持。

进一步地，请参见图1和图3，套杯盖2内还设有一与套杯盖顶壁22弹性连接的卡盖25，所谓弹性连接是指卡盖25与套杯盖顶壁22通过弹性模量较小、容易变形的弹性元件连接，此弹性元件可以是弹性橡胶、弹簧，波纹管等。卡盖25为与圆柱电池6第一端相适配的盖体结构，卡盖25可以是与圆柱电池6第一端相适配的圆形盖体、三角形盖体或者方形盖体等。进一步地，弹性件24可以设置在刀柄241与卡盖25之间以使切割刀24复位。圆柱电池6第一端通过推动卡盖25来触推、抵接刀柄241使刀体242抵接甚至刺入圆柱电池6的脖口。卡盖25可以为圆柱电池6第一端提供一定的支撑力，使圆柱电池6的旋转轴不发生偏移。

进一步地，请参见图1和图3，为使卡盖25与切割刀24更好的配合使用，刀柄241为槽形结构，刀体242设于刀柄241的一端，圆柱电池6的第一端伸入到容纳腔23中时，卡盖25在刀柄241槽形结构的槽内，并抵接在槽形结构的内壁上。

具体地，请参见图1和图3，卡盖25为与圆柱电池6第一端相适配的圆柱形盖体，圆柱卡盖25可以为圆柱电池6第一端提供更好的支撑力，使圆柱电池6的旋转轴不发生偏移。

进一步地，请参见图1和图3，作为本实用新型提供的圆柱电池内部气体收集装置的一种具体实施方式，切割刀24的数量为两个，两个切割刀24环绕这圆柱电池6第一端，呈环形相隔180度分设于套杯盖内即容纳腔23中。

进一步地，电池套杯1和套杯盖2的均为圆柱形外形结构，电池套杯1和套杯盖2采用螺纹连接，拆卸、安装更加便利。具体可以是电池套杯1设置外螺纹，套杯盖2设置内螺纹，或者电池套杯1设置内螺纹，套杯盖2设置外螺纹。为了进一步保证密闭性，螺纹可采用锥管螺纹形式，或者是设置麻绳、生胶带等密封件。

具体地，请参见图1至图3，作为本实用新型提供的圆柱电池内部气体收集装置的一种具体实施方式，套杯侧壁11设有外螺纹，套杯盖侧壁21设有与外螺纹相配合的内螺纹，套杯侧壁11的端部和套杯盖侧壁21的端部分别设有用于安装抵接的套杯侧壁安装端面111和套杯盖侧壁安装端面211，套杯侧壁安装端面111和套杯盖侧壁安装端面211之间设有保证密封性的密封圈。具体地，密封圈为O型密封圈，套杯侧壁安装端面111或者套杯盖侧壁安装端面211设有O型密封圈安装槽。

进一步地，请参见图1和图2，作为本实用新型提供的圆柱电池内部气体收集装置的一种具体实施方式，夹持件14包括底盘和若干设于底盘上的弹片，若干弹片呈与圆柱电池6第二端相适配的环形分布，底盘与扭矩输入机15相连。圆柱电池6第二端插入伸入腔13后，环形分布的弹片将圆柱电池6的第二端夹持紧，拆卸圆柱电池6时，只需用力把圆柱电池6从环形分布的弹片中拔出即可。

进一步地，请参见图1和图2，作为本实用新型提供的圆柱电池内部气体收集装置的一种具体实施方式，扭矩输入机15为电动机，电动机的输出轴与夹持件14相连，具体地，电动机设置在套杯底壁12中。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.圆柱电池内部气体收集装置，其特征在于：包括电池套杯和用于与所述电池套杯配合形成密闭空间的套杯盖，所述套杯盖可拆卸安装于所述电池套杯上；所述电池套杯包括套杯侧壁和套杯底壁，所述套杯侧壁和所述套杯底壁连接形成一与圆柱电池第二端外形相适配的伸入腔，所述伸入腔内设有用于夹持所述圆柱电池第二端的夹持件，所述夹持件转动安装在所述伸入腔底部，并与一扭矩输入机相连；所述套杯盖为包括套杯盖侧壁和套杯盖顶壁的敞口盖体，所述套杯盖侧壁和所述套杯盖顶壁连接形成容纳腔，所述容纳腔内设有至少一个用于切割所述圆柱电池的切割刀，所述切割刀包括刀柄和抵接于所述圆柱电池脖口上的刀体；所述套杯盖上设有用于所述容纳腔排气的出气管，所述出气管上设有控制所述出气管通断的阀门。

2.如权利要求1所述的圆柱电池内部气体收集装置，其特征在于：所述切割刀铰接安装在所述容纳腔中，所述刀柄设有用于使所述切割刀复位的弹性件。

3.如权利要求1或2所述的圆柱电池内部气体收集装置，其特征在于：所述套杯盖上还设有用于监测所述容纳腔气压的气压表。

4.如权利要求2所述的圆柱电池内部气体收集装置，其特征在于：所述套杯盖内还设有一与所述套杯盖顶壁弹性连接的卡盖，所述卡盖为与所述圆柱电池第一端相适配的盖体结构，所述圆柱电池第一端通过所述卡盖抵接所述刀柄使所述刀体抵接在所述圆柱电池脖口。

5.如权利要求4所述的圆柱电池内部气体收集装置，其特征在于：所述卡盖为圆形盖体。

6.如权利要求4所述的圆柱电池内部气体收集装置，其特征在于：所述刀柄为槽形结构，所述刀体设于所述刀柄的一端。

7.如权利要求1或2所述的圆柱电池内部气体收集装置，其特征在于：所述切割刀的数量为两个，两个所述切割刀呈环形且相隔180度分设于所述套杯盖内。

8.如权利要求1或2所述的圆柱电池内部气体收集装置，其特征在于：所述电池套杯和所述套杯盖的均为圆柱形外形结构，所述电池套杯和所述套杯盖螺纹连接。

9.如权利要求8所述的圆柱电池内部气体收集装置，其特征在于：所述套杯侧壁设有外螺纹，所述套杯盖侧壁设有与所述外螺纹相配合的内螺纹，所述套杯侧壁的端部和所述套杯盖侧壁的端部分别设有用于安装抵接的套杯侧壁安装端面和套杯盖侧壁安装端面，所述套杯侧壁安装端面和所述套杯盖侧壁安装端面之间设有密封圈。

10.如权利要求1或2所述的圆柱电池内部气体收集装置，其特征在于：所述夹持件包括底盘和若干设于所述底盘上的弹片，若干所述弹片呈与所述圆柱电池第二端相适配的环形分布，所述底盘与所述扭矩输入机相连。