CN211123181U - 锂离子电池的微短路测试组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池的微短路测试组件，微短路测试组件包括压紧装置和微电流测试装置，压紧装置包括上部施压板、下部施压板和压块，上部施压板位于下部施压板的上方，上部施压板和下部施压板中的至少一个适于朝向彼此靠近的方向移动，单体电芯设于上部施压板和下部施压板之间，压块适于顶压单体电芯的正极片或者负极片的侧边区域，微电流测试装置与单体电芯电连接，微电流测试装置适于朝向单体电芯输送微电压，以在一定时间内检测单体电芯的漏电流值的大小，以判断单体电芯是否出现微短路。根据本实用新型的锂离子电池的微短路测试组件，可以防止高电压损伤单体电芯的隔膜，从而影响单体电芯的使用，可靠性高、实用效果好。

Description

锂离子电池的微短路测试组件

技术领域

本实用新型涉及电子电池技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池的微短路测试组件。

背景技术

我国新能源汽车市场高速增长，动力锂电池是新能源汽车的动力来源。凭借着安全性能高、能量密度大、使用寿命长等性能优势，软包锂电池在新能源汽车市场的应用比例逐步上升。软包锂电池具有安全性能高、重量轻、内阻小、循环性能好、设计灵活等多种优点，可以广泛的应用于3C领域、动力领域和储能领域。

软包锂电池组装工艺过程中，叠片是十分重要的关键工序。常用的Z字形叠片方式，是将已切成小片正极、负极与隔膜叠成单体电芯；叠片工序关键控制点为极片对齐度及金属粉尘。极片对齐度包括正负极片对齐度及极片与隔膜对齐度，一般正负极片上下对齐度控制在1～2mm，正负极片左右对齐度控制在1～3mm，负极片与隔膜上下对齐度1～2mm，负极片与隔膜左右对齐度控制在1～2mm；若极片与隔膜的对齐度低于规格，则有可能出现正负极片短接的风险，从而造成短路。

针对叠片工序过程中对齐度失效，现有的检测方法包括人工抽检和Hi-pot测试全检。抽检方式为每1～2h生产过程中，抽取1ea电芯拆解，采用标尺测量极片对齐度，然后将对齐度数据纳入SPC管控；抽检的方法只局限于了解目前对齐度状态，尽可能将对齐度管控到稳态的过程，但无法保证每包电芯的对齐度符合产品规格。Hi-pot测试全检方式为对叠片后的电芯输入高电压，一般为100～200V，根据电芯测试中输出的漏电流大小，判定电芯是否存在短路；在锂电池生产工艺中，一般Hi-pot测试共有两次；第一次在叠片工序后，第二次在极耳焊接后；因为Hi-pot测试中输出电压较高，可能导致击穿锂电池隔膜的风险，所以通过增加Hi-pot测试次数，来提升电芯微短路的检出率的方式是不可取的。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种锂离子电池的微短路测试组件，所述锂离子电池的微短路测试组件可以防止单体电芯在高压下击穿隔膜，从而对单体电芯造成损伤，可靠性高、检测效果好。

根据本实用新型实施例的锂离子电池的微短路测试组件包括：压紧装置和微电流测试装置，所述压紧装置包括上部施压板、下部施压板和压块，所述上部施压板位于所述下部施压板的上方，所述上部施压板和所述下部施压板中的至少一个适于朝向彼此靠近的方向移动，所述单体电芯设于所述上部施压板和所述下部施压板之间，所述压块适于顶压所述单体电芯的正极片或者负极片的侧边区域，所述微电流测试装置与所述单体电芯电连接，所述微电流测试装置适于朝向所述单体电芯输送微电压，以在一定时间内检测单体电芯的漏电流值的大小，以判断所述单体电芯是否出现微短路。

根据本实用新型实施例的锂离子电池的微短路测试组件，通过将单体电芯设于压紧装置上，并使得压紧装置压紧单体电芯的侧边区域，可以使得单体电芯的正极片与负极片之间短接的区域面积增大，从而可以允许正极片与负极片之间的短接区域通入微电压以检测单体电芯，可以防止高电压损伤单体电芯的隔膜，从而影响单体电芯的使用，可靠性高、实用效果好。

另外，根据本实用新型的锂离子电池的微短路测试组件，还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，所述下部施压板上形成有限位部，所述限位部适于与所述单体电芯配合。

在本实用新型的一些实施例中，所述压块形成为环形，以在周向上顶压所述正极片或者负极片的周向上的侧边区域；或者，所述压块形成为一字形，一字形的所述压块设有两个，两个一字形的所述压块适于分别顶压所述正极片或者负极片的邻近两个所述极耳的侧边区域。

在本实用新型的一些实施例中，环形的所述压块适于通过一字形的所述压块和U字形的所述压块首尾相连拼合而成。

在本实用新型的一些实施例中，所述压块可活动地顶压在所述单体电芯上。

在本实用新型的一些实施例中，所述单体电芯为生产流程中常温老化后的电芯。

在本实用新型的一些实施例中，微电流测试装置进行微电压测试时，朝向所述单体电芯输送的微电压为1mV。

在本实用新型的一些实施例中，所述压紧装置朝向所述单体电芯施加的压力为1000-1500N。

在本实用新型的一些实施例中，所述锂离子电池的微短路测试组件还包括驱动装置，所述驱动装置与所述上部施压板和所述下部施压板中至少一个可传动连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述上部施压板和所述下部施压板的结构相同。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的锂离子电池的微短路测试方法的微短路测试组件的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的锂离子电池的微短路测试方法的压紧装置的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的锂离子电池的微短路测试方法的压块的环形结构的示意图；

图4是根据本发明实施例的锂离子电池的微短路测试方法的压块的一字形结构的示意图；

图5是根据本发明实施例的锂离子电池的微短路测试方法的十组人工制造隔膜褶皱的微电压测试记录表；

图6是根据本发明实施例的锂离子电池的微短路测试方法的十组人工制造隔膜褶皱的微电压测试的数据的曲线图。

附图标记：

100：微短路测试组件；

1：压紧装置；11：上部施压板；12：下部施压板；13；压块；

2：微电流测试装置；

3：单体电芯。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的锂离子电池的微短路测试组件。

如图1-图4所示，根据本实用新型实施例的锂离子电池的微短路测试组件100包括压紧装置1和微电流测试装置2。

具体地，压紧装置1包括上部施压板11、下部施压板12和压块13，上部施压板11位于下部施压板12的上方，上部施压板11和下部施压板12中的至少一个适于朝向彼此靠近的方向移动，在一些示例中，上部施压板11适于朝向下部施压板12活动，在另一些示例中，下部施压板12适于朝向上部施压板11活动，还有一些示例中，上部施压板11和下部施压板12均适于朝向彼此靠近的方向移动。

单体电芯3设于上部施压板11和下部施压板12之间，压块13适于顶压在单体电芯3的正极片或者负极片的侧边区域，其中，侧边区域指的如图1和图2中所示的压块13与单体电芯3的侧面在上下方向上接触的区域，可以理解的是，隔膜可以通过卷绕的方式与正极片、负极片进行叠片，由此，发生褶皱的隔膜容易出现在正极片或者负极片的邻近两个极耳的侧边区域，通过压块13，可以较好地将单体电芯3的侧边区域进行压紧作业。

微电流测试装置2与单体电芯3电连接，微电流测试装置2适于朝向单体电芯3输送微电压，以在一定时间内检测单体电芯3的漏电流值的大小，以判断单体电芯3是否出现微短路，也就是说，通过压紧单体电芯3，以使得单体电芯3的正极片与负极片之间短接的区域面积增大，可以有利于正极片与负极片之间通入微电压，从而可以使得微电流测试装置2可以通过微电压测试单体电芯3是否短路。

可以理解的是，相较于现有技术中的，通过高电压对单体电芯3进行短路测试，微电流测试装置2通过微电压对单体电芯3进行短路测试，可以防止高电压损伤单体电芯3的隔膜，从而影响单体电芯3的使用，可靠性高、实用效果好。

由此，根据本实用新型实施例的锂离子电池的微短路测试组件100，通过将单体电芯3设于压紧装置1上，并使得压紧装置1压紧单体电芯3的侧边区域，可以使得单体电芯3的正极片与负极片之间短接的区域面积增大，从而可以允许正极片与负极片之间的短接区域通入微电压以检测单体电芯3，可以防止高电压损伤单体电芯3的隔膜，从而影响单体电芯3的使用，可靠性高、实用效果好。

在本实用新型的一些实施例中，下部施压板12上形成有限位部，限位部适于与单体电芯3配合，也就是说，单体电芯3可以放置在下部施压板12上，通过在下部施压板12上设置限位部，可以有利于单体电芯3快速定位放置在下部施压板12上，可以提高单体电芯3的检测效率。

当然，可以理解的是，限位部也可以形成在上部施压板11上，以对单体电芯3进行限位。

在一个示例中，如图3所示，压块13形成为环形以顶压在正极片或者负极片的周向上的侧边区域，其中，侧边区域指的如图1和图2中所示的压块13与正极片或者负极片的侧面在上下方向上接触的区域，由此，通过压块13，可以在正极片或者负极片的周向上进行压紧作业，从而可以较好地将具有褶皱区域的正极片或者负极片压紧，以较好地筛选出不良的单体电芯3，检测效果好。

在另一个示例中，如图4所示，压块13形成为一字形，一字形的压块13设有两个，两个一字形的压块13适于分别顶压在正极片或者负极片的邻近两个极耳的侧边区域。由此，通过两个一字形的压块13，可以较好地将正极片或者负极片的邻近两个极耳的侧边区域进行压紧作业，以较好地对单体电芯3进行检测。

在本实用新型的一些实施例中，压块13可活动地顶压在单体电芯3上，也就是说，压块13与单体电芯3之间可以相对活动，以在单体电芯3的特定的区域通过压紧顶压单体电芯3。当然，可以理解的是，压块13也可以通过限位装置可活动地安装在上部施压板11或者下部施压板12中的至少一个上，以在单体电芯3的特定的区域通过压紧顶压单体电芯3。

可选地，环形的压块13适于通过多个一字形的压块13首尾相连拼合而成，由此，可以使得压块13灵活地对单体电芯3进行顶压，进一步地，环形的压块13适于通过一字形的压块13和U字形的压块13首尾相连拼合而成，当然，可以理解的是，环形的压块13还可以由其他形状的压块13拼接而成，这里不作限制。

在本实用新型的一些实施例中，单体电芯3为生产流程中常温老化后的电芯。需要说明的是，单体电芯3的生产流程依次为电芯叠片、高电压测试、极耳焊接、铝塑膜封装、电芯注液、真空热封、常温老化和对单体电芯3充电，由此，经过常温老化后的单体电芯3的正极片和负极片由于经过了电芯注液和常温老化，单体电芯3内的电解液与正极片、负极片充分接触，使得正极片和负极片的厚度发生反弹，由此，通过对常温老化后的电芯进行压紧，可以进一步地增大正极片与负极片之间的短接区域的面积，从而可以更有利于正极片与负极片之间通入微电压。

在本发明的一些实施例中，微短路测试组件100进行微电压测试时，朝向单体电芯3输送的微电压的取值范围为：0.8～1.2mV，也就是说，将微电压的取值的范围限定在0.8mV和1.2mV之间，可以较好地对单体电芯3进行微电压测试，即可以较好地导通单体电芯3中微短路的区域，从而较好地进行漏电流值的测量。

进一步地，微短路测试组件100进行微电压测试时，朝向单体电芯3输送的微电压为1mV，需要说明的是，根据正常电芯内阻大于100mΩ的固有条件可得，在1mV，的电压下，根据欧姆定律I＝U/R可知，漏电流值应小于0.001mA，由此，当检测获得的漏电流值大于0.001mA时，单体电芯3存在微短路或者短路的不良状况。

更进一步地，如图5和图6所示，选取10组叠片后的单体电芯3，以人为的方式在单体电芯3的顶部或者底部制造隔膜褶皱，隔膜的褶皱状态均不同，然后以此对单体电芯3进行极耳焊接、铝塑膜封装等后续工艺，直至单体电芯3常温老化完成，将单体电芯3置于微电流测试装置2进行测试，根据图5-图6可知，输出的电流值都在0.3mA以上，并且随着测试时间上升，电流值有增大的趋势，由此可知，本发明实施例的锂离子电池的微短路测试方法可以较好地检测出如隔膜褶皱而造成的单体电芯3的微短路的不良现象。

在本发明的一些实施例中，压紧装置1朝向单体电芯3施加的压力为1000-1500N，由此，通过将压紧装置1施加的压力限制在1000N和1500N之间，可以较好地压紧单体电芯3，而不容易使得单体电芯3受到损伤。

可选地，压紧装置1朝向单体电芯3施加的压力为1300N，由此，可以更好地压紧单体电芯3，从而有利于微电流测试装置2检测单体电芯3。

在一些示例中，压紧装置1还可以具有驱动装置，通过驱动装置驱动上部施压板11或者下部施压板12，以使得上部施压板11和下部施压板12可以互相靠近，以压紧单体电芯3，压块13设于单体电芯3和上部施压板11之间，压紧装置1可以通过压块13较好地对单体电芯3进行压紧。可选地，上部施压板11和下部施压板12的结构相同，由此，驱动装置可以驱动上部施压板11朝向下部施压板12运动，也可以驱动下部施压板12朝向上部施压板11运动，还可以同时驱动上部施压板11和下部施压板12朝向彼此靠近的方向活动。

在另一些示例中，单体电芯3的压紧作业可以时通过上部施压板11的重力来实现，即，上部施压板11将重力通过压块13作用在单体电芯3上，可以较好地压紧单体电芯3，从而方便微电流测试装置2的检测作业。

根据本实用新型实施例的锂离子电池的微短路测试组件100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种锂离子电池的微短路测试组件，其特征在于，包括：

压紧装置，所述压紧装置包括上部施压板、下部施压板和压块，所述上部施压板位于所述下部施压板的上方，所述上部施压板和所述下部施压板中的至少一个适于朝向彼此靠近的方向移动，单体电芯设于所述上部施压板和所述下部施压板之间，所述压块适于顶压所述单体电芯的正极片或者负极片的侧边区域；

微电流测试装置，所述微电流测试装置与所述单体电芯电连接，所述微电流测试装置适于朝向所述单体电芯输送微电压，以在一定时间内检测单体电芯的漏电流值的大小，以判断所述单体电芯是否出现微短路。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池的微短路测试组件，其特征在于，所述下部施压板上形成有限位部，所述限位部适于与所述单体电芯配合。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池的微短路测试组件，其特征在于，所述压块形成为环形，以在周向上顶压所述正极片或者负极片的周向上的侧边区域；或者，

所述压块形成为一字形，一字形的所述压块设有两个，两个一字形的所述压块适于分别顶压所述正极片或者负极片的邻近两个极耳的侧边区域。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池的微短路测试组件，其特征在于，环形的所述压块适于通过一字形的所述压块和U字形的所述压块首尾相连拼合而成。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池的微短路测试组件，其特征在于，所述压块可活动地顶压在所述单体电芯上。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池的微短路测试组件，其特征在于，所述单体电芯为生产流程中常温老化后的电芯。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池的微短路测试组件，其特征在于，微电流测试装置进行微电压测试时，朝向所述单体电芯输送的微电压为1mV。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池的微短路测试组件，其特征在于，所述压紧装置朝向所述单体电芯施加的压力为1000-1500N。

9.根据权利要求1所述的锂离子电池的微短路测试组件，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置与所述上部施压板和所述下部施压板中至少一个可传动连接。

10.根据权利要求1所述的锂离子电池的微短路测试组件，其特征在于，所述上部施压板和所述下部施压板的结构相同。

Images