CN212008196U - 软包锂离子电池高温产气量测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池产气量测量技术领域，提供一种软包锂离子电池高温产气量测量系统，包括：测量容器(9)，所述测量容器(9)内盛装有测量溶液，所述测量容器(9)设置有允许软包锂离子电池(2)进出的开口；加热装置(5)，所述加热装置(5)设置为对所述测量溶液进行加热；称重装置，所述称重装置设置于所述测量容器(9)的上方，并通过连接件(3)将浸没在所述测量溶液内的所述软包锂离子电池(2)进行悬吊，以对浸没在所述测量溶液内的所述软包锂离子电池(2)进行称重。该软包锂离子电池高温产气量测量系统能够提高软包锂离子电池测量高温产气量时的测量精度。

Description

软包锂离子电池高温产气量测量系统

技术领域

本实用新型涉及电池产气量测量技术领域，具体地涉及一种软包锂离子电池高温产气量测量系统。

背景技术

在软包锂离子电池开发过程中，通常需要验证软包锂离子电池在高温下的各项性能。高温下电池内部易发生副反应(SEI膜分解或电解质分解)，电池产生气体直观表现为胀气或产气。若电池高温下内部无副反应或副反应少，电池产气就少，表明电池相对稳定和安全。不同正负极材料体系与不同电解液(例如NCM811正极与NCM523正极)，电池高温性能差别显著。因此，高温下的电池产气量测试显得非常关键。

现有技术中公开了一种锂离子软包电池产气量测试装置，包括称重装置、盛液容器及悬挂装置，所述称重装置具有搁物台，所述盛液容器放置于所述称重装置的搁物台上，所述盛液容器顶部设置有用于取放待测电池的开口，在所述盛液容器内盛装有不导电液体，所述悬挂装置用于悬挂待测电池，所述悬挂装置设置于所述盛液容器的上方。

上述锂离子软包电池产气量测试装置测量锂离子软包电池在高温存储后的膨胀和胀气体积时，需要将电池取出高温热箱，然后在常温下使用排水法或不导电液体浮力法来测量，这种方法不能连续测量，不能很好的反应电池实际高温下的膨胀，测量存在较大误差。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的软包锂离子电池在测量高温产气量时不能连续测量、存在测量误差较大的技术问题，提供一种软包锂离子电池高温产气量测量系统，该软包锂离子电池高温产气量测量系统在软包锂离子电池测量高温产气量时能够实现连续测量、测量误差较小。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种软包锂离子电池高温产气量测量系统，其包括：

测量容器，所述测量容器内盛装有测量溶液，所述测量容器设置有允许软包锂离子电池进出的开口；

加热装置，所述加热装置设置为对所述测量溶液进行加热；

称重装置，所述称重装置设置于所述测量容器的上方，并通过连接件将浸没在所述测量溶液内的所述软包锂离子电池进行悬吊，以对浸没在所述测量溶液内的所述软包锂离子电池进行称重。

优选地，所述加热装置包括加热器主体和连接于所述加热器主体的加热输出端，所述加热器主体设置于所述测量容器的上方，所述加热输出端位于所述测量溶液内，所述加热器主体设置为能够控制所述加热输出端的温度。

优选地，所述加热输出端形成为在所述测量容器的高度方向上延伸的U型件，所述加热输出端靠近所述测量容器的内壁设置，所述加热输出端的一端连接于所述加热器主体，另一端的端部位置不低于所述测量溶液的液位。

优选地，所述加热装置包括搅拌器主体和搅拌棒，所述搅拌器主体设置于所述测量容器的上方，所述搅拌棒伸入所述测量溶液内部设置，所述搅拌器主体与所述搅拌棒连接并用于控制所述搅拌棒的工作状态。

优选地，所述搅拌器主体与所述加热器主体形成为一体件。

优选地，所述软包锂离子电池高温产气量测量系统包括处理单元，所述称重装置与所述处理单元电连接，所述称重装置设置为能够将测量后的重量信息实时传至所述处理单元，所述处理单元设置为能够根据接收到的所述重量信息计算出所述软包锂离子电池的体积。

优选地，所述称重装置为具有打印功能的天平秤。

优选地，所述软包锂离子电池高温产气量测量系统包括支撑结构，所述称重装置通过所述支撑结构设置于所述测量容器的上方。

优选地，所述支撑结构为箱型件，所述测量容器以及所述加热装置均设置于所述箱型件的内部，所述称重装置设置于所述箱型件外部并位于所述箱型件的顶面上。

优选地，所述测量溶液为硅油。

优选地，所述连接件为连接绳。

通过上述技术方案，可通过加热装置将测量溶液的温度控制在目标值并维持稳定，将软包锂离子电池完全浸没在测量溶液中并同时悬吊在上方的称重装置上，可通过称重装置在线连续监测软包锂离子电池在测量溶液中的“重量”，从而计算出软包锂离子电池在不同高温存储时的产气量，加热装置的设计可以使软包锂离子电池在测量高温产气量时能够实现连续测量、测量误差较小。

附图说明

图1是本实用新型所述的软包锂离子电池高温产气量测量系统的一种实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1、箱型件；2、软包锂离子电池；3、连接件；4、天平秤；5、加热装置；6、处理单元；7、搅拌棒；8、加热输出端；9、测量容器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”等通常是根据附图所示的方位而言。

本实用新型提供一种软包锂离子电池高温产气量测量系统，尤其适用于电池高温存储测试中。所述软包锂离子电池高温产气量测量系统包括：测量容器9，所述测量容器9内盛装有测量溶液，所述测量容器9设置有允许软包锂离子电池2进出的开口；加热装置5，所述加热装置5设置为对所述测量溶液进行加热；称重装置，所述称重装置设置于所述测量容器9的上方，并通过连接件3将浸没在所述测量溶液内的所述软包锂离子电池2进行悬吊，以对浸没在所述测量溶液内的所述软包锂离子电池2进行称重。测量溶液的液位高度需要能够将软包锂离子电池2全部浸没。

通过上述技术方案，可通过加热装置5将测量溶液的温度控制在目标值并维持稳定，将软包锂离子电池2完全浸没在测量溶液中并同时悬吊在上方的称重装置上，可通过称重装置在线连续监测软包锂离子电池2在测量溶液中的“重量”，从而通过公式可以计算出软包锂离子电池2在不同高温存储时的产气量，可连续测量高温下软包锂离子电池2的胀气体积。加热装置5的设计可以提高软包锂离子电池2在测量高温产气量时的测量精度。

作为一种实施方式，所述测量溶液为硅油。硅油耐130℃且无毒。所述测量容器9为上端具有开口的油浴缸。测量溶液除了硅油还可以为其他不导电液体。

作为一种实施方式，所述加热装置5包括加热器主体和连接于所述加热器主体的加热输出端8，所述加热器主体设置于所述测量容器9的上方，所述加热输出端8位于所述测量溶液内，所述加热器主体设置为能够控制所述加热输出端8的温度。通过加热输出端8直接对测量溶液加热的方式可以使测量溶液的加热效果更好，使测试结果更准确。这样的设计可将油浴温度控制至目标值且稳定。

作为一种实施方式，如图1所示，所述加热输出端8形成为在所述测量容器9的高度方向上延伸的U型件，所述加热输出端8靠近所述测量容器9的内壁设置，所述加热输出端8的一端连接于所述加热器主体，另一端的端部位置不低于所述测量溶液的液位。优选地，所述U型件位于所述测量容器9的中心面上，以使测量溶液加热的更均匀。U型件的底端靠近所述测量容器9的底端设置，U型件的两个侧壁靠近所述测量容器9的周壁设置。

作为一种实施方式，所述加热装置5包括搅拌器主体和搅拌棒7，所述搅拌器主体设置于所述测量容器9的上方，所述搅拌棒7伸入所述测量溶液内部设置，所述搅拌器主体与所述搅拌棒7连接并用于控制所述搅拌棒7的工作状态。这样的设计可以保证测量溶液的温度更均匀。

作为一种实施方式，所述搅拌器主体与所述加热器主体形成为一体件。这样的设计可以使结构更简易，且更容易操控。

作为一种实施方式，如图1所示，所述软包锂离子电池高温产气量测量系统包括处理单元6，所述称重装置与所述处理单元6电连接，所述称重装置设置为能够将测量后的重量信息实时传至所述处理单元6，所述处理单元6设置为能够根据接收到的所述重量信息计算出所述软包锂离子电池2的体积。所述处理单元6为电脑(装有记录和采集数据软件)。

作为一种实施方式，所述称重装置为具有打印功能的天平秤4。所述天平秤4为精确天平或秤。天平秤4可在线连续监测软包锂离子电池2在油浴中的“重量”，天平秤4连接电脑，天平秤的数据传输至电脑，电脑实时记录天平秤4传输过来的重量信息并将重量信息转化为软包锂离子电池2的实际体积，数据精准，直观反映软包锂离子电池2在不同高温存储时的产气量。

作为一种实施方式，所述软包锂离子电池高温产气量测量系统包括支撑结构，所述称重装置通过所述支撑结构设置于所述测量容器9的上方。

作为一种实施方式，如图1所示，所述支撑结构为箱型件1，所述测量容器9以及所述加热装置5均设置于所述箱型件1的内部，所述称重装置设置于所述箱型件1外部并位于所述箱型件1的顶面上。在意外事故发生时，箱型件1的箱体可以起到阻挡作用，提高测试系统在测量时的安全性。所述箱型件1顶端设置有箱门，所述箱门能够开合，以方便测试。

作为一种实施方式，所述连接件3为连接绳。所述连接绳为细绳。所述连接件3还可以包括夹具，夹具需要耐高温膨胀。

工作过程：油浴缸内盛装有硅油，硅油需要至少到达软包锂离子电池2可以完全浸没的高度，通过加热器主体控制加热输出端8的温度，开始对硅油加热，在35-100℃每隔5℃测量其密度，标定硅油密度与温度的拟合公式，得到待测试温度硅油密度ρ。用天平秤4测量软包锂离子电池2的重量M1(带夹具需要测量夹具的重量M1)。打开搅拌器主体控制搅拌棒7动作，对硅油进行搅拌，待硅油升至高温测试温度，且温度稳定后，将软包锂离子电池2浸入油浴缸中，软包锂离子电池2上端用连接绳悬挂在上方的天平秤4上，天平秤4实时记录其在油浴中的“重量”M2；根据阿基米德原理，软包锂离子电池2在油浴中的体积V＝(M1-M2)/ρ，M1已知，M2通过电脑自动实时采集，并将其转化为软包锂离子电池2的体积V，自动作图(V与高温测试时间的关系图)，图中可显示出不同存储时间段对应软包锂离子电池2的体积，即产气量随高温存储时间的变化。加热装置的设计可以提高测试结果的精度，避免显示的温度与实际温度误差太大，导致测试结果不准确的情况。

软包锂离子电池2在高温存储测试时，通过本测量系统可在线检测不同时间段软包锂离子电池2产气量。通过连续自动测量软包锂离子电池2高温油浴下软包锂离子电池2的“重量”，自动换算成软包锂离子电池2体积，数据量化，显示高温测试下不同时间下的软包锂离子电池2胀气体积曲线。测试数据可直观地计算出软包锂离子电池2具体产气时间和产气量，帮助软包锂离子电池2研发人员确定和优化电芯设计。通过该测量系统测量的软包锂离子电池2体积与时间曲线，可分析锂离子软包电池2高温下具体什么时候开始胀气，胀气速度等等。另外，该测量系统还可以用来测试电池热稳定、热稳定循环等相关高温电池测试。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，例如，可以将加热器主体和搅拌器主体改变为分体式结构。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种软包锂离子电池高温产气量测量系统，其特征在于，包括：

测量容器(9)，所述测量容器(9)内盛装有测量溶液，所述测量容器(9)设置有允许软包锂离子电池(2)进出的开口；

加热装置(5)，所述加热装置(5)设置为对所述测量溶液进行加热；

称重装置，所述称重装置设置于所述测量容器(9)的上方，并通过连接件(3)将浸没在所述测量溶液内的所述软包锂离子电池(2)进行悬吊，以对浸没在所述测量溶液内的所述软包锂离子电池(2)进行称重。

2.根据权利要求1所述的软包锂离子电池高温产气量测量系统，其特征在于，所述加热装置(5)包括加热器主体和连接于所述加热器主体的加热输出端(8)，所述加热器主体设置于所述测量容器(9)的上方，所述加热输出端(8)位于所述测量溶液内，所述加热器主体设置为能够控制所述加热输出端(8)的温度。

3.根据权利要求2所述的软包锂离子电池高温产气量测量系统，其特征在于，所述加热输出端(8)形成为在所述测量容器(9)的高度方向上延伸的U型件，所述加热输出端(8)靠近所述测量容器(9)的内壁设置，所述加热输出端(8)的一端连接于所述加热器主体，另一端的端部位置不低于所述测量溶液的液位。

4.根据权利要求2所述的软包锂离子电池高温产气量测量系统，其特征在于，所述加热装置(5)包括搅拌器主体和搅拌棒，所述搅拌器主体设置于所述测量容器(9)的上方，所述搅拌棒伸入所述测量溶液内部设置，所述搅拌器主体与所述搅拌棒连接并用于控制所述搅拌棒的工作状态。

5.根据权利要求4所述的软包锂离子电池高温产气量测量系统，其特征在于，所述搅拌器主体与所述加热器主体形成为一体件。

6.根据权利要求1所述的软包锂离子电池高温产气量测量系统，其特征在于，所述软包锂离子电池高温产气量测量系统包括处理单元(6)，所述称重装置与所述处理单元(6)电连接，所述称重装置设置为能够将测量后的重量信息实时传至所述处理单元(6)，所述处理单元(6)设置为能够根据接收到的所述重量信息计算出所述软包锂离子电池(2)的体积。

7.根据权利要求1所述的软包锂离子电池高温产气量测量系统，其特征在于，所述称重装置为具有打印功能的天平秤(4)；和/或

所述软包锂离子电池高温产气量测量系统包括支撑结构，所述称重装置通过所述支撑结构设置于所述测量容器(9)的上方。

8.根据权利要求7所述的软包锂离子电池高温产气量测量系统，其特征在于，所述支撑结构为箱型件(1)，所述测量容器(9)以及所述加热装置(5)均设置于所述箱型件(1)的内部，所述称重装置设置于所述箱型件(1)外部并位于所述箱型件(1)的顶面上。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的软包锂离子电池高温产气量测量系统，其特征在于，所述测量溶液为硅油。

10.根据权利要求1-8中任意一项所述的软包锂离子电池高温产气量测量系统，其特征在于，所述连接件(3)为连接绳。

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