CN212459413U - 电池测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了电池测试装置，涉及电池检测技术领域。电池测试装置采用具有高透光性和高导电率的透明导电玻璃与电池的正面电极和背面电极接触，一方面可以将电流导入电池片内部，实现导电；另一方面该结构不会阻挡测试EL和PL的红外摄像头测试图像，可以减少电池正面和背面被遮挡的问题，使得测试的图像更加准确。采用平整的透明导电玻璃作为测试面，电池能够展平在透明导电玻璃平面上，完全与玻璃平面接触，可以防止电池被探针压的不平整，而引起的碎片问题。在测试双面电池时，可以直接从电池的下方测试PL。而不需要更换探针排，从而保证测试的快速。

Description

电池测试装置

技术领域

本申请涉及电池检测技术领域，具体而言，涉及电池测试装置。

背景技术

EL测试仪全称为电致发光测试仪，是一种太阳能电池或电池组件的内部缺陷检测设备，利用晶体硅的电致发光原理，采用高分辨率的CCD(charge coupled device)相机拍摄组件的近红外图像，获取并判定组件的缺陷。

PL测试仪全称为光致发光测试仪：半导体材料受到光的激发时，电子产生由低能级向高能级的跃迁，产生电子-空穴对，形成非平衡载流子。这种处于激发态的电子在半导体中运动一段时间后，又回复到较低的能量状态，并发生电子-空穴对的复合。非平衡电子可以直接越过禁带与价带空穴复合，也可以在被禁带中的定域态俘获后再与空穴复合。复合可以是辐射复合即发光，或者非辐射的表面复合、俄歇复合和发射多声子的复合。复合过程中，电子-空穴对如果以光的形式释放出多余的能量就称为光致发光。

EL测试需要与电极相连接。常规情况下，必须使用导线和探针，压在电池片两面的电极上。而PL测试则不需要使用探针进行测试。所以两种测试方法无法在同一个测试支架内完成，在测试EL完毕后需要将支架更换掉，然后再测试PL图像。如果不更换探针排，探针排会阻挡PL测试的图像，所以影响测试的结果。另外还有一个问题。拍摄图像的过程，如果想要得到不失真的图像，就需要将摄像头放置在中心位置对应的上方，可是无论是EL还是PL都是使用CCD相机拍摄红外成像。但是他们使用的光谱范围不同，所以必须使用相互独立的相机，没有办法在电池的同一侧的中心位置放置两个CCD相机，导致其中一个相机拍摄的图像会有失真的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供电池测试装置，以实现采用同一测试装置对电池进行电致发光测试和光致发光测试。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池测试装置，包括支架、成像仪以及光源。支架上设有第一透明导电玻璃和第二透明导电玻璃，第一透明导电玻璃和第二透明导电玻璃之间具有用于容纳待测电池的空间，第一透明导电玻璃、待测电池以及第二透明导电玻璃能够通过电连接形成导电回路。成像仪被配置为捕捉待测电池的图像。光源被配置为在待测电池远离成像仪的一侧向待测电池的空间发出光线。

该电池测试装置采用具有高透光性和高导电率的透明导电玻璃与电池的正面电极和背面电极接触，一方面可以将电流导入电池片内部，实现导电；另一方面该结构不会阻挡测试EL和PL的红外摄像头测试图像，可以减少电池正面和背面被遮挡的问题，使得测试的图像更加准确。采用平整的透明导电玻璃作为测试面，电池能够展平在透明导电玻璃平面上，完全与玻璃平面接触，可以防止电池被探针压的不平整，而引起的碎片问题。在测试双面电池时，可以直接从电池的下方测试PL。而不需要更换探针排，从而保证测试的快速。

相比于现有的通过探针倒入电流，由于电池片正面和背面的电极与透明导电玻璃的导电层接触面积较大，使得电流导入更加流畅，成像更加清晰。不会因为探针接触的问题导致电池片某个区域发暗或亮度高，导致亮度不均匀，影响测试的图像的准确性。

在一种可能的实现方式中，支架包括第一框架和第二框架，第一透明导电玻璃设置于第一框架内，第二透明导电玻璃设置于第二框架内，第一框架靠近第二框架的表面设有限位块，用于限定待测电池相对第一透明导电玻璃的位置。

通过限位块将待测电池限定在指定位置，如第一透明导电玻璃的中心位置，提高测试的图像的准确性。

在一种可能的实现方式中，限位块与第一框架滑动连接，限位块被配置为能够相对第一框架滑动，以推动放置于第一透明导电玻璃上的待测电池相对第一透明导电玻璃移动。在一种可能的实现方式中，限位块为L形结构。

该结构便于移动待测电池，将待测电池放置在第一透明导电玻璃的边缘，再通过调节限位块使得待测电池移动至第一透明导电玻璃的中心位置。

在一种可能的实现方式中，第一框架和第二框架活动连接，第二框架被配置为能够靠近或远离第一框架，以改变第一透明导电玻璃和第二透明导电玻璃之间的空间的大小。

该结构便于对电池的取放，在放置电池片之前，移动第二框架使其远离第一框架，将待测电池放置在第一透明导电玻璃上后，移动第二框架使第二透明导电玻璃与待测电池的上表面完全接触。

在一种可能的实现方式中，第一透明导电玻璃和第二透明导电玻璃为单面导电结构，第一透明导电玻璃的导电层与第二透明导电玻璃的导电层相对设置。该结构使得第一透明导电玻璃、待测电池和第二透明导电玻璃能够导通。

在一种可能的实现方式中，第一透明导电玻璃和第二透明导电玻璃分别通过导电层的边缘与导线连接。

该连接结构不会遮挡成像图像，不影响测试图像的准确性。

在一种可能的实现方式中，成像仪设置于第二透明导电玻璃远离第一透明导电玻璃的一侧，且与第二透明导电玻璃的中心位置对应。在一种可能的实现方式中，光源设置于第一透明导电玻璃远离第二透明导电玻璃的一侧，且与第一透明导电玻璃的中心位置对应。

该结构使得测试位置是正中心拍摄，EL和PL的图像均不会失真，方便测试的结果与电池片的EL或其他分析图像相互对应。

在一种可能的实现方式中，成像仪为红外线成像仪，光源为红外光发射仪。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的电池测试装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的第一框架和第一透明导电玻璃的结构示意图。

图标：10-待测双面电池；20-导线；100-电池测试装置；110-支架；111-第一框架；112-第二框架；113-第一透明导电玻璃；114-第二透明导电玻璃；115-限位块；120-成像仪；130-光源。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

现在使用的测试电池片的测试EL机结构，一般都是上方是CCD相机专门用于测试光源，下方放置测试支架，电池片位于测试支架之间，上下各有一组对应的测试探针排，探针排与电池片正面电极和背面电极接触。正面导入负电，背面导入正电，电池就会发生电致发光现象，测试电池片内部的各种缺陷。现有的EL测试测试的缺点包括以下几个方面：

1.EL测试机只能单独测试EL(电致发光)，如果需要测试PL(光致发光)，则需要拆卸探针排，所以操作起来比较麻烦，会严重影响测试的时间。

2.现在常见的PL和EL组合在一起的设备里，拍摄的图片会失真。这是因为PL和EL的相机都是在上面的一侧，但是拍照的位置不能都兼顾到，所以只能是EL或则PL的一个摄像头位于电池片的正上方，而另一个摄像头只能并排放在一边。这种失真的EL或则PL图像对于分析电池片的结构是很不利的。失真的EL和PL图像不能够与电池片的位置相对应，就带来了分析的难度。

3.使用探针测试EL时，上下都需要使用大量的探针对电池片进行按压，容易出现碎片的情况。而且现在行业内的电池片的厚度越来越薄，厚度接近160微米，电池片的尺寸越来越大，逐渐开始普及210mm边长的大尺寸电池，所以测试EL的过程中极易出现碎片的情况。而且较薄和尺寸加大的电池片在轨道上也容易弯曲，所以也容易被金属探针划伤，造成电性能和外观上的不良片。

4.使用金属探针测试EL，探针在使用一段周期之后容易出现接触不良的情况，所以就需要更换新的探针，增加了设备的成本。

5.使用金属探针测试EL时，如果电池片放在轨道上出现轻微的偏差，探针就容易下压没有压准电池片的电极，从而引起电流不能够正常导入电池片内部，所以会引起测试的EL图像不够清晰，甚至拍摄失败的情况。

鉴于上述的技术问题，本申请采用透明导电玻璃作为与双面电池接触的电极，一方面可以保证背面完全没有被探针排等遮挡，增加测试EL图像的准确性，而且在可以同时测试电池片背面的PL图像。另一方面电池片完全平展压在导电玻璃上，不宜被压碎。特别是目前行业内的大尺寸的210mm直径的电池片，受重力的影响在测试机内更容易弯曲，所以更加适合使用本申请提供的测试装置。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。

请参照图1，图1为本实施例提供的电池测试装置100的结构示意图。

本实施例提供一种电池测试装置100，包括支架110、成像仪120以及光源130。支架110用于放置待测双面电池10，成像仪120以及光源130用于对放置在支架110上的待测双面电池10进行测试。

支架110包括相对设置的第一框架111和第二框架112，第一框架111内设有第一透明导电玻璃113，第二框架112内设置有第二透明导电玻璃114。本申请采用透明导电玻璃，利用其高透光性和高导电率，代替现有技术的测试探针。第一透明导电玻璃113和第二透明导电玻璃114之间具有用于容纳待测双面电池10的空隙，将电池放置在第一透明导电玻璃113或第二透明导电玻璃114上，第一透明导电玻璃113、待测双面电池10以及第二透明导电玻璃114能够通过电连接形成导电回路。本实施例以第一框架111设置于下方、第二框架112设置于上方为例进行说明。

在本申请的部分实施例中，第一透明导电玻璃113和第二透明导电玻璃114为单面导电结构，第一透明导电玻璃113的导电层与第二透明导电玻璃114的导电层相对设置。使得第一透明导电玻璃113的导电层和第二透明导电玻璃114的导电层分别与待测双面电池10的两个表面相接触，进而实现导电。

请参照图2，图2为第一框架111和第一透明导电玻璃113的结构示意图。在本申请的部分实施例中，第一透明导电玻璃113、第二透明导电玻璃114分别通过其导电层的边缘与导线20连接，通过导线20接入电流，形成导电回路。

为了方便取放电池片，本申请实施例中的第一框架111和第二框架112活动连接，即第一框架111和第二框架112能够相对移动，以改变第一透明导电玻璃113和第二透明导电玻璃114之间的空间的大小。具体的连接方式为本领域的通用技术，本申请对其不做限定。在放置待测双面电池10之前，移动第二框架112使其远离第一框架111，将待测双面电池10放置在第一透明导电玻璃113上后，移动第二框架112使第二透明导电玻璃114与待测双面电池10的上表面完全接触。

为了限定待测双面电池10的位置，使待测双面电池10位于第一透明导电玻璃113的中间位置，以得到清晰的成像。第一框架111靠近第二框架112的表面设有限位块115，用于限定待测双面电池10相对第一透明导电玻璃113的位置。作为一种实现方式，限位块115与第一框架111滑动连接，限位块115被配置为能够相对第一框架111滑动，以推动放置于第一透明导电玻璃113上的待测双面电池10相对第一透明导电玻璃113移动。即通过调节限位块115的位置以改变其限定的尺寸，以对不同尺寸的电池片进行限位。同时，可以先将待测双面电池10放置在第一透明导电玻璃113的边缘，再通过调节限位块115使得待测双面电池10移动至第一透明导电玻璃113的中心位置。在本申请的部分实施例中，限位块115通过卡件和卡槽实现与第一框架111的滑动连接。限位块115为L型结构，限位块115的一端与第一框架111滑动连接，另一端能够深入第一透明导电玻璃113与第二透明导电玻璃114之间的空间，以推动待测双面电池10。在本申请的其他实施例中，可以采用具有相同功能的连接方式实现滑动连接，本申请对其不做限定。在本申请实施例中，第一框架111的四个边框分别设置有两个限位块115。在本申请的其他实施例中，限位块115的个数、形状可以根据需要进行调整。

成像仪120和光源130分别设置在第一透明导电玻璃113和第二透明导电玻璃114的两侧，以对放置在第一透明导电玻璃113和第二透明导电玻璃114之间的待测双面电池10进行测试。在本实施例中，成像仪120设置在第二透明导电玻璃114的上方，光源130设置在第一透明导电玻璃113的下方。

进一步地，为了提高成像的准确性，避免图像失真，成像仪120、光源130分别与第一透明导电玻璃113的中心位置、第二透明导电玻璃114的中心位置对应设置。在本实施例中，第一框架111、第二框架112的尺寸大小相同，第一透明导电玻璃113和第二透明导电玻璃114的尺寸大小相同，第一框架111和第二框架112完全相对设置且水平设置。作为一种实现方式，第二透明导电玻璃114的上方是用于测试EL的相机，第一透明导电玻璃113的下方是测试PL的相机。通过使用透明导电玻璃，将测试EL和PL的测试过程集中在一个测试支架110内完成，上方测试EL图像和下方测试PL图像。在测试电池EL图像时，上方的电极接负极下方接正极，接入电流，使用上方的EL专用相机，测试EL图像。在测试双面电池片的PL图像时，不需要移动第一透明导电玻璃113和第二透明导电玻璃114，不需要接入电流，在电池片的照射到红外激光之后，直接使用PL红外摄像头拍摄电池片的照片。

工作原理：

本申请通过第一透明导电玻璃113和第二透明导电玻璃114与双面电池的两面都完全接触，接入电流后形成导电回路，利用晶体硅的电致发光原理，采用成像仪120(高分辨率的CCD相机)在待测双面电池10的一侧拍摄近红外图像，获取并判定待测双面电池10的缺陷，实现对电池的EL测试。由于第一透明导电玻璃113和第二透明导电玻璃114具有高透光性，且双面电池的附近没有任何部件遮挡电池表面，因此可以不移动电池，不需要接入电流，直接在待测双面电池10的另一侧设置光源130，对电池发出光照，通过成像仪120得到测试图像，实现对电池的PL测试。

本申请的有益效果包括：

(1)本申请提供的测试支架110采用具有高透光性和高导电率的透明导电玻璃与电池的正面电极和背面电极接触，一方面可以将电流导入电池片内部，实现导电；另一方面该结构不会阻挡测试EL和PL的红外摄像头测试图像，可以减少电池正面和背面被遮挡的问题，使得测试的图像更加准确。

(2)相比于现有的通过探针倒入电流，由于电池片正面和背面的电极与透明导电玻璃的导电层接触面积较大，使得电流导入更加流畅，成像更加清晰。不会因为探针接触的问题导致电池片某个区域发暗或亮度高，导致亮度不均匀，影响测试的图像的准确性。

(3)采用平整的透明导电玻璃作为测试面，电池能够展平在透明导电玻璃平面上，完全与玻璃平面接触，可以防止电池被探针压的不平整，而引起的碎片问题。特别是随着现在电池的尺寸越来越大，电池片尺寸已经达到210mm，甚至未来的电池片尺寸可能会更大，电池片更容易在重力作用下呈现弯曲的状态，碎片率会更高。

(4)本申请测试双面电池时，可以直接从电池的下方测试PL。而不需要更换探针排，从而保证测试的快速。而且还可以保证从下方测试位置是正中心拍摄，PL的图像不会失真，方便测试的结果与电池片的EL或其他分析图像相互对应。

(5)本申请提供的测试装置还可以用作测试反偏红外检测仪器。具体使用时可以放置在测试支架110的下方，使用透明导电玻璃作为电池正面和背面的电极，分别导入正电荷负电，测试其红外图像，分析待测双面电池10相应区域可能出现的异常原因。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池测试装置，其特征在于，包括：

支架，所述支架上设有第一透明导电玻璃和第二透明导电玻璃，所述第一透明导电玻璃和所述第二透明导电玻璃之间具有用于容纳待测电池的空间，所述第一透明导电玻璃、所述待测电池以及所述第二透明导电玻璃能够通过电连接形成导电回路；

成像仪，被配置为捕捉所述待测电池的图像；以及

光源，被配置为在所述待测电池远离所述成像仪的一侧向所述待测电池的空间发出光线。

2.根据权利要求1所述的电池测试装置，其特征在于，所述支架包括第一框架和第二框架，所述第一透明导电玻璃设置于所述第一框架内，所述第二透明导电玻璃设置于所述第二框架内，所述第一框架靠近所述第二框架的表面设有限位块，用于限定所述待测电池相对所述第一透明导电玻璃的位置。

3.根据权利要求2所述的电池测试装置，其特征在于，所述限位块与所述第一框架滑动连接，所述限位块被配置为能够相对所述第一框架滑动，以推动放置于所述第一透明导电玻璃上的待测电池相对所述第一透明导电玻璃移动。

4.根据权利要求3所述的电池测试装置，其特征在于，所述限位块为L形结构。

5.根据权利要求2或3所述的电池测试装置，其特征在于，所述第一框架和所述第二框架活动连接，所述第二框架被配置为能够靠近或远离所述第一框架，以改变所述第一透明导电玻璃和所述第二透明导电玻璃之间的空间的大小。

6.根据权利要求1所述的电池测试装置，其特征在于，所述第一透明导电玻璃和所述第二透明导电玻璃为单面导电结构，所述第一透明导电玻璃的导电层与所述第二透明导电玻璃的导电层相对设置。

7.根据权利要求1或6所述的电池测试装置，其特征在于，所述第一透明导电玻璃和所述第二透明导电玻璃分别通过各自的导电层的边缘与导线连接。

8.根据权利要求1所述的电池测试装置，其特征在于，所述成像仪设置于所述第二透明导电玻璃远离所述第一透明导电玻璃的一侧，且与所述第二透明导电玻璃的中心位置对应。

9.根据权利要求8所述的电池测试装置，其特征在于，所述光源设置于所述第一透明导电玻璃远离所述第二透明导电玻璃的一侧，且与所述第一透明导电玻璃的中心位置对应。

10.根据权利要求1所述的电池测试装置，其特征在于，所述成像仪为红外线成像仪，所述光源为红外光发射仪。

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