CN214041676U - 适用于扣式电池测试的测试夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池领域，公开了一种适用于扣式电池测试的测试夹具，包括：第一绝缘壳体，设置有贯穿端面的第一螺孔，第一螺柱，由导电材料制成，旋接于所述第一螺孔内，贯通所述第一螺孔，第二绝缘壳体，设置有贯穿端面的第二螺孔，第二螺柱，由导电材料制成，旋接于第二螺孔内，贯通第二螺孔，当将被测电池置于相正对扣合的第一绝缘壳体、第二绝缘壳体形成的腔体内时，第一螺柱、第二螺柱分别与被测电池的正极端、负极端相接触而夹紧被测电池，第一螺柱、第二螺柱分别伸出在第一绝缘壳体、第二绝缘壳体外的端部与外部测试设备的电极导电连接。

Description

适用于扣式电池测试的测试夹具

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池领域，公开了一种适用于扣式电池测试的测试夹具。

背景技术

锂离子电池具有电压高、比能量密度大、长循环、以及良好的倍率性能和安全环保性能，并且具有自放电小、无记忆效应等这些优点。

纽扣式电池(Button Cell)又称扣式锂离子电池，其是指外形尺寸像一颗小纽扣一样大小的非矩形锂离子电池。目前的扣式锂离子电池一般为圆形，且厚度较薄。现有技术的扣式锂离子电池的制作主要是，通过实验室的小分量的制浆、涂布、烘干、辊压、切片等过程，得到有需求测试材料制成的小极片。然后在手套箱里面装配到圆形的壳体中，得到外形圆形或者类似圆形的扣式电池。

本实用新型发明人在进行本实用新型的研究中发现，在扣式电池负极材料测试中，因为负极材料的原因，测试时，负极极片会有一定的膨胀，扣式电池的负极端会向外扩张，使得极片与隔膜之间的间隙增大。扣式电池的界面阻抗增加，极化变大，锂离子的镶嵌变得更困难，会影响扣式电池（负极）在测试时首次放电的能量和效率，在接下来的小电流测试中，使得测试时间过长，测试数据的一致性和准确性。

发明内容

本实用新型实施例的目的之一在于提供一种适用于扣式电池测试的测试夹具，应用该技术方案，有利于抑制扣式电池的膨胀力，减小界面阻抗，减少测试时长，提高负极材料测试时的库伦效率，提高测试准确性和一致性。

本实用新型实施例提供的一种适用于扣式电池测试的测试夹具，包括：

第一绝缘壳体，设置有贯穿端面的第一螺孔，

第一螺柱，由导电材料制成，旋接于所述第一螺孔内，贯通所述第一螺孔，

第二绝缘壳体，设置有贯穿端面的第二螺孔，

第二螺柱，由导电材料制成，旋接于所述第二螺孔内，贯通所述第二螺孔，

当将被测电池置于相正对扣合的第一绝缘壳体、第二绝缘壳体形成的腔体内时，所述第一螺柱、第二螺柱分别与被测电池的正极端、负极端相接触而夹紧所述被测电池，所述第一螺柱、第二螺柱分别伸出在所述第一绝缘壳体、第二绝缘壳体外的端部与外部测试设备的电极导电连接。

可选地，在所述第一绝缘壳体、第二绝缘壳体的相对端面分别设置向内的凹台，

当第一绝缘壳体、第二绝缘壳体正对扣合时，两所述凹台正对扣合形成一位于第一绝缘壳体、第二绝缘壳体之间的腔室，被测电池限位于所述腔室内。

可选地，所述第一螺柱的贯穿在所述凹台侧的端部的外径宽于所述第一螺孔的孔径。

可选地，所述第二螺柱的贯穿在所述凹台侧的端部的外径宽于所述第二螺孔的孔径。

可选地，所述第一绝缘壳体为聚四氟乙烯制成。

可选地，所述第二绝缘壳体分别为聚四氟乙烯制成。

可选地，所述第一螺柱为铜柱。

可选地，所述第二螺柱为铜柱。

可选地，所述第一螺柱、第二螺柱的伸进在所述第一绝缘壳体、第二绝缘壳体形成的腔体内的末端的横截面分别宽于所述第一螺柱、第二螺柱的螺杆的横截面。

由上可见，在应用时，将被测电池置于相正对扣合的第一绝缘壳体、第二绝缘壳体之间，通过螺纹调整第一螺柱、第二螺柱，使第一螺柱、第二螺柱的相对端分别与被测电池的相正对的正极端、负极端相抵触，以夹持被测电池并同时实现对被测扣式电池的正负极的连接，在测试时，将第一螺柱、第二螺柱的分别伸出在第一绝缘壳体、第二绝缘壳体外的端部与外部测试设备的电极导电连接，即可将被测扣式电池的正负极与外部测试设备的正负极电连接，以采用外部测试设备对被测扣式电池进行电性测试。应用本测试夹具，在测试时，紧固旋接在第一绝缘壳体、第二绝缘壳体的第一螺柱、第二螺柱分别从扣式电池的轴向两端抵住扣式电池，使扣式电池的极壳不能向外部膨胀，使在测试过程中扣式电池内的极片与隔膜、隔膜与锂片之间按原有程度紧贴在一起，避免测试过程中由于电池膨胀而导致电池内部的界面阻抗增加以及避免锂离子镶嵌距离增大。本实施例的测试夹具，特别适用于小电流测试，有利于减少放电时长，提高负极材料的库伦效率，提高测试的一致性和准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例1提供的适用于扣式电池测试的测试夹具的应用原理示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的测试夹具与扣式电池的装配结构剖视结构示意图。

附图标记：

1：第一绝缘壳体； 2：第二绝缘壳体；

3：第一螺柱； 4：第二螺柱； 5：被测扣式电池。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

参见图1-2所示。

本实施例提供了一种适用于扣式电池测试的测试夹具，其主要包括：第一绝缘壳体1、第一螺柱3、第二绝缘壳体2、第二螺柱4。

其中第一绝缘壳体1、第二绝缘壳体2分别由绝缘材料制成。第一螺柱3、第二螺柱4由具有良好电导率的导电材料制成，为刚性材料。

在第一绝缘壳体1上设置有贯穿第一绝缘壳体1的端面的第一螺孔，第一螺柱3贯穿第一螺孔，旋接在第一螺孔内，可通过螺纹旋接而调整第一螺柱3的轴向运动，以调整贯穿第一螺孔的深度。

在第二绝缘壳体2上设置有贯穿第二绝缘壳体2的端面的第二螺孔，第一螺柱3贯穿第二螺孔，旋接在第二螺孔内，可通过螺纹旋接而调整第二螺柱4的轴向运动，以调整贯穿第二螺孔的深度。

在应用时，将被测扣式电池5置于相正对扣合的第一绝缘壳体1、第二绝缘壳体2之间，通过螺纹调整第一螺柱3、第二螺柱4，使第一螺柱3、第二螺柱4的相对端分别与被测扣式电池5的相正对的正极端、负极端相抵触，以夹持被测扣式电池5并同时实现对被测扣式电池5的正负极的连接，在测试时，将第一螺柱3、第二螺柱4的分别伸出在第一绝缘壳体1、第二绝缘壳体2外的端部与外部测试设备的电极导电连接，即可将被测扣式电池5的正负极与外部测试设备的正负极电连接，以采用外部测试设备对被测扣式电池5进行电性测试。应用本测试夹具，在测试时，紧固旋接在第一绝缘壳体1、第二绝缘壳体2的第一螺柱3、第二螺柱4分别从扣式电池5的轴向两端抵住扣式电池5，使扣式电池5的极壳不能向外部膨胀，使在测试过程中扣式电池5内的极片与隔膜、隔膜与锂片之间按原有程度紧贴在一起，避免测试过程中由于扣式电池5膨胀而导致电池内部的界面阻抗增加以及避免锂离子镶嵌距离增大。本实施例的测试夹具，特别适用于小电流测试，有利于减少放电时长，提高负极材料的库伦效率，提高测试的一致性和准确性。

作为本实施例的示意，还可以在第一绝缘壳体1、第二绝缘壳体2的相对端面分别设置向内的凹台，这样，当第一绝缘壳体1、第二绝缘壳体2正对扣合时，两凹台正对扣合，形成一腔室，腔室位于相扣合的第一绝缘壳体1、第二绝缘壳体2之间，在测试时，具体是将被测扣式电池5置于该腔室内，采用该结构有利于方便被测扣式电池5的装配，提高测试时的装配连接便利性。

作为本实施例的示意，本实施例将第一螺柱3的贯穿在第一绝缘壳体1的凹台侧的端部的外径宽于第一螺孔的孔径，将第二螺柱4的贯穿在第二绝缘壳体2的凹台侧的端部的外径宽于第二螺孔的孔径，使第一螺柱3、第二螺柱4的相对端部均牢牢地卡在凹台侧禁止从该侧滑出，并且采用该方案有利于增大第一螺柱3、第二螺柱4与被测扣式扣式电池5的接触面，优选使第一螺柱3、第二螺柱4在该端的面积等于或者略大于被测扣式电池5的接触面积，加强对被测扣式电池5的夹持强度，及膨胀力均衡度。

作为本实施例的示意，本实施例的第一绝缘壳体1、第二绝缘壳体2分别采用聚四氟乙烯（俗称：PTFE）制成，其可以但不限于采用注塑工艺制成后，在其上攻螺孔制成。

作为本实施例的示意，本实施例的第一螺柱3、第二螺柱4分别采用铜柱制成，在铜柱的外周设有外螺纹。

作为本实施例的示意，在第一螺柱、第二螺柱的螺杆的伸进在第一绝缘壳体1、第二绝缘壳体2形成的腔体内的末端还设置有横截面积大于螺杆的端面，在应用时，该端面分别顶在被测试的扣式电池5的正极壳、负极壳端部，采用该技术方案有利于增大测试夹具的测试电极与被测试的扣式电池5的电极之间的接触面积，降低测试内阻，提高测试精确度。

以下以采用本实施例的测试夹具对扣式锂离子电池进行测试为示意，如下：

S1：首先将待测的负极材料按照一定的配比，和超细导电炭黑、羧甲基纤维素钠、粘结剂混合后，用分散机搅拌四小时后；

S2：然后将搅拌好的浆料均匀涂覆在铜箔表面，放入烘箱中烘烤，去除水分；

S3：烘烤完毕后，将极片用辊压机辊压到测试需要的面密度后，用切片机切成小极片待用；

S4：将切好的极片称重后，选取误差在±0.000015g（准确度为0.000001g）的6个小极片，放入真空烘箱中去除残余的水分；

S5：将烘干的小极片转入手套箱中，制作成扣式电池；

S6：将制作完成的扣式电池装入夹具中，旋紧夹具，然后连接到测试柜进行测试。

取两组由同一款负极材料按上述步骤成的扣式电池，一组安装夹具测试，另一组不安装夹具测试。

测试过程如下：

采用0.05C的放电电流对被测扣式电池进行恒流放电直到被测扣式电池的电压下降到0.005V截止放电，记录在0.05C下恒流放电的放电时长。静置10分钟；

进一步，采用50uA的放电电流进行恒流放电直到被测扣式电池的电压下降到0.005V截止放电，记录在50uA下恒流放电的放电时长，静置10分钟。

进一步，采用10uA的放电电流进行恒流放电直到被测扣式电池的电压下降到0.005V截止放电，记录在10uA下恒流放电的放电时长，静置10分钟。

采用0.1C充电电流进行恒流充电，直至被测扣式电池的电压大于或等于2V为止，充电流程完成，计算被测扣式电池的充电克容量。

至此，测试完成。

根据上述的测试，分别得到表一所示的未安装本发明测试夹具的试验组的试验数据。

表一：安装了测试夹具的试验组的各恒流放电过程的放电数据

项目	放电电流	放电时长	放电电克容量（mAh/g）
				1	0.05C	20小时34分钟	360.9
2	50uA	1小时15分钟	5.1
				3	10uA	3小时47分钟	2.9
合计	-	25小时36分钟	368.9

表二：安装了测试夹具的试验组的库伦效率表

放电电克容量（mAh/g）	充电克容量mAh/g	库伦效率(%)
			368.9	346.4	93.91

表三：未安装测试夹具的试验组的各恒流放电过程的放电数据

项目	放电电流	放电时长	放电电克容量（mAh/g）
				1	0.05C	15小时49分钟	263.8
2	50uA	21小时41分钟	80.8
				3	10uA	9小时47分钟	22.5
合计	-	47小时17分钟	367.1

表四：未安装测试夹具的试验组的库伦效率表

放电电克容量（mAh/g）	充电克容量mAh/g	库伦效率(%)
			367.1	336.8	91.74

由上可见，采用本实施例夹具，能大大减少放电测试所需要耗费的时间，提高测试效率，并且，有利于提高测试材料的库伦效率，提高测试材料的放电克容量、充电克容量，有利于提高测试数据的一致性和准确性。

本实用新型设备结构简单，操作方便。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于扣式电池测试的测试夹具，其特征是，包括：

第一绝缘壳体，设置有贯穿端面的第一螺孔，

第一螺柱，由导电材料制成，旋接于所述第一螺孔内，贯通所述第一螺孔，

第二绝缘壳体，设置有贯穿端面的第二螺孔，

第二螺柱，由导电材料制成，旋接于所述第二螺孔内，贯通所述第二螺孔，

当将被测电池置于相正对扣合的第一绝缘壳体、第二绝缘壳体形成的腔体内时，所述第一螺柱、第二螺柱分别与被测电池的正极端、负极端相接触而夹紧所述被测电池，所述第一螺柱、第二螺柱分别伸出在所述第一绝缘壳体、第二绝缘壳体外的端部与外部测试设备的电极导电连接。

2.根据权利要求1所述的适用于扣式电池测试的测试夹具，其特征是，

在所述第一绝缘壳体、第二绝缘壳体的相对端面分别设置向内的凹台，

当第一绝缘壳体、第二绝缘壳体正对扣合时，两所述凹台正对扣合形成一位于第一绝缘壳体、第二绝缘壳体之间的腔室，被测电池限位于所述腔室内。

3.根据权利要求2所述的适用于扣式电池测试的测试夹具，其特征是，

所述第一螺柱的贯穿在所述凹台侧的端部的外径宽于所述第一螺孔的孔径。

4.根据权利要求2所述的适用于扣式电池测试的测试夹具，其特征是，

所述第二螺柱的贯穿在所述凹台侧的端部的外径宽于所述第二螺孔的孔径。

5.根据权利要求1所述的适用于扣式电池测试的测试夹具，其特征是，

所述第一绝缘壳体为聚四氟乙烯制成。

6.根据权利要求1所述的适用于扣式电池测试的测试夹具，其特征是，

所述第二绝缘壳体分别为聚四氟乙烯制成。

7.根据权利要求1所述的适用于扣式电池测试的测试夹具，其特征是，

所述第一螺柱为铜柱。

8.根据权利要求1所述的适用于扣式电池测试的测试夹具，其特征是，

所述第二螺柱为铜柱。

9.根据权利要求1所述的适用于扣式电池测试的测试夹具，其特征是，

所述第一螺柱、第二螺柱的伸进在所述第一绝缘壳体、第二绝缘壳体形成的腔体内的末端的横截面分别宽于所述第一螺柱、第二螺柱的螺杆的横截面。

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