CN215266401U - 一种可拆卸式二电极电池测试模块 - Google Patents

一种可拆卸式二电极电池测试模块 Download PDF

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郑洪河
金超
石强
朱国斌
曲群婷
沈鸣
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Abstract

本实用新型公开了一种可拆卸式二电极电池测试模块，属于电池测试领域。包括：设置有内腔的底座和所述底座配合在一起的上盖，所述底座与上盖间设置有密封垫圈；所述底座、上盖和密封垫圈形成的腔体，其底部设有压块；在压块与底座内壁间设置有第一绝套管，且压块之上设置有填充套管，填充套管内设置有压缩弹簧；在底座、上盖和密封垫圈依靠导线螺钉、紧固螺钉和螺母旋紧密封，且导线螺钉、紧固螺钉与上盖间设置有第二绝缘套管。本实用新型有效地避免二电极电池内短路，且内部压力适中且可控可调，降低了不可控外力因素的干扰，从而提高了组装的准确性和成功率，并通过增大电极面积减小了测试误差。

Description

一种可拆卸式二电极电池测试模块
技术领域
本实用新型涉及电池测试领域，特别是可拆卸式二电极电池测试模块。
背景技术
由于常用扣式电池体积小、成本低、组装相对简便，被广泛采用作为电池正、负极材料的主要评价手段。在电池制造和研发中，为了验证不同的正负极材料、电解液、隔膜等对电池性能的影响，经常需要制作扣式电池进行实验，既可以较快的得到实验结果，又可大幅降低实验费用。各大院校及研究院所目前常用的扣式电池壳型号有CR2016、CR2025、CR2032。常规的扣式电池一般由负极盖，泡沫镍(或弹片、垫片)，负极片，隔膜，正极片，电解液，正极盖组成，其组装顺序依次为正极盖，正极片，电解液，隔膜，电解液，负极片，泡沫镍(或弹片、垫片)，负极盖或者顺序与之相反。然而，常规的扣式电池及其组装方法存在如下问题：1.操作过程工序繁琐，难度大。除电池封口外，其余均需要手工组装，效率较低而且一致性差，受不可控外力因素的干扰大，从而难以保证电极片和隔膜居中放置，导致耗时、合格率低。2.要求组装人员精神高度集中，劳动强度大，费时费力。3.所测极片尺寸小，造成测试材料的量比较少，难以与工厂叠片技术相一致，误差大，无法保证测试结果的可靠性、重现性。4. 采用封口机密封，压力巨大，会造成电解液因挤压外溢和电池内部形变、受损，严重影响电池的循环寿命。5.测试完成后不便拆卸和清洗，很难重复使用。6.测试完成后电池材料表征分析不方便。
因此，需要一种能够克服上述问题，提高劳动效率、测试精度的装置设备。
实用新型内容
本实用新型提供一种可拆卸式二电极电池测试模块，以解决上述技术问题，为了实现避免电池内部的短路，快速高效的完成电池的组装，组装的准确性和一致性大大提高，能够保证测试结果的可靠性。其装配简便，采用弹性设计，压力可控，极片厚度可调，易于拆卸和清洗，且可重复使用，成本较低，可以确保电池内部不受损坏，提高电池寿命，适合后期对电池材料性能的表征、评价和测试研发，本实用新型采取了如下技术方案：
设置有内腔的底座和所述底座配合在一起的上盖，所述底座与上盖间设置有密封垫圈；所述底座、上盖和密封垫圈形成的腔体的凹槽内从下往上依次设置有正或负极片、隔膜、负或正极片、压块；所述压块与底座内壁间设置有第一绝缘套管，所述压块之上设置有填充套管，所述填充套管内设置有压缩弹簧；所述底座、上盖和密封垫圈依靠导线螺钉、紧固螺钉和紧固螺母旋紧密封，所述导线螺钉与上盖间设置有第二绝缘套管。
进一步地，所述的底座整体为圆柱形腔体，采用不锈钢、铝等金属材质，底厚1-5mm，壁厚2-10mm，其侧壁上沿设置有2-6个螺纹孔，腔体底部设置有0.01-1mm深的凹槽，外侧壁凹凸型设计，方便握拿；表面雕刻公司名、公司LOGO和产品型号等信息。
进一步地，与所述底座配合在一起的上盖，材质为不锈钢、铝等金属材质，上盖厚度1-5mm；其上部设置2-6个阶梯型通孔，用于穿过所述导线螺钉、所述紧固螺钉与所述第二绝缘套管；所述上盖上设置有直径2-10mm的圆柱形金属提手，方面提拿；所述金属提手上可根据需要设置椭圆或圆形的孔。
进一步地，所述底座与上盖间设置的环形密封垫圈，厚1-6mm，材质为橡胶、聚四氟乙烯、硅胶或塑料等，其上设计有2-6个通孔，用于穿过所述导线螺钉和所述紧固螺钉，起密封和绝缘的作用。
进一步地，所述压块设置为圆柱形，在所述压块周边侧壁边缘设有四个圆形、半圆形或椭圆形的贯穿孔，便于观察电极位置和气体流通，压块厚度0.5-20mm，材质为不锈钢、铜、铝等金属材质，在压块上部设置有直径1-20mm圆柱形提手，方面提拿；其侧壁边缘开有圆形、半圆形或椭圆形的贯穿孔，便于安装观察和气体流通。
进一步地，所述的圆筒形第一绝缘套管，壁厚0.5-10mm，材质为塑料、橡胶或聚四氟乙烯等，紧贴底座内壁放置，起绝缘和保护作用。
进一步地，所述的圆筒形填充套管，壁厚0.5-20mm，材质为塑料、橡胶或聚四氟乙烯等，安装在压块上；其上设置中心孔用于放置压缩弹簧；上表面设置小圆孔，方便夹拿。
进一步地，所述的压缩弹簧，材质为不锈钢、弹簧钢、铝或铜等金属材质，放置于所述的圆筒形填充套管中心孔内、压块上，用于施加和调节压力。
进一步地，所述导线螺钉为圆柱形，材质为不锈钢、铝或铜等金属材质，直径2-10mm；可根据需要设置为圆头带孔的头部，其头部开孔既便于所述旋紧导线螺钉又便于测试时夹装。
进一步地，所述紧固螺钉为圆柱形，材质为不锈钢、铝或铜等金属材质，直径2-10mm；可根据需要设置为圆头带孔的头部，其头部开孔以便于旋紧。
进一步地，所述的紧固螺母，为蝶形、元宝形或羊角形螺母，材质为不锈钢、铝或铜等金属材质或塑料材质，用来旋紧密封。
进一步地，所述的第二绝缘套管，形状阶梯型，壁厚0.1-5mm，材质为塑料、聚四氟乙烯绝缘材料等，设置于所述导线螺钉、所述紧固螺钉与上盖间，起到绝缘和垫片的作用。
进一步地，所述的上盖上设置的圆柱形金属提手，可作为负极或正极导线使用。
进一步地，所述的导线螺钉，可同时作为正极或负极导线使用。
附图说明
图1.本实用新型可拆卸式电池测试模块的外观示意图。
图2.本实用新型可拆卸式电池测试模块的剖面结构示意图。
图3.本实用新型可拆卸式电池测试模块的底座示意图。
图4.本实用新型可拆卸式电池测试模块的上盖示意图。
图5.本实用新型可拆卸式电池测试模块的密封垫圈示意图。
图6.本实用新型可拆卸式电池测试模块的压块示意图。
图7.本实用新型可拆卸式电池测试模块的第一套管示意图。
图8.本实用新型可拆卸式电池测试模块的填充套管示意图。
图9.本实用新型可拆卸式电池测试模块的导线螺钉示意图。
图10.本实用新型可拆卸式电池测试模块的螺钉示意图。
图11.本实用新型可拆卸式电池测试模块的第二绝缘套管示意图。
符号说明：
1、底座，2、压块，3、上盖，3-1、上盖提手，4、导线螺钉，5、紧固螺钉，6、紧固螺母，7、第一绝缘套管，8、填充套管，9、密封垫圈，10、第二绝缘套管，11、弹簧。
具体实施方式
如图1致图11所示，可拆卸式电池测试模块，设置有内腔的底座1和所述底座配合在一起的上盖3，所述底座与上盖间设置有密封垫圈9；所述底座、上盖和密封垫圈形成的腔体的凹槽内从下往上依次设置有正或负极片、隔膜、负或正极片、压块2；所述压块与底座内壁间设置有第一绝缘套管7，所述压块之上设置有填充套管8，所述填充套管内设置有压缩弹簧11；所述底座、上盖和密封垫圈依靠导线螺钉4、紧固螺钉5和紧固螺母6旋紧密封，导线螺钉4与上盖间设置有第二绝缘套管10。
进一步地，所述的底座1整体为圆柱形腔体，采用不锈钢、铝等金属材质，底厚1-5mm，壁厚2-10mm，其侧壁上沿设置有2-6个螺纹孔，腔体底部设置有0.01-1mm深的凹槽，外侧壁凹凸型设计，方便握拿；表面雕刻公司名、公司LOGO和产品型号等信息。
进一步地，与所述底座1配合在一起的上盖3，材质为不锈钢、铝等金属材质，上盖厚度1-5mm；其上部设置2-6个阶梯型通孔，用于穿过导线螺钉4、紧固螺钉5与第二绝缘套管10；上盖上设置有直径2-10mm的圆柱形金属提手，方面提拿；金属提手上可根据需要设置椭圆或圆形的孔。
进一步地，所述底座1与上盖3间设置的环形密封垫圈9，厚 1-6mm，材质为聚四氟乙烯、塑料等绝缘材料，其上设计有2-6个通孔，用于穿过导线螺钉4和紧固螺钉5，起密封和绝缘的作用。
进一步地，所述压块2设置为圆柱形，在压块2周边侧壁边缘设有四个圆形、半圆形或椭圆形的贯穿孔，便于观察电极位置和气体流通。压块2厚度0.5-20mm，材质为不锈钢、铜、铝等金属材质，在压块2上部设置有直径1-20mm圆柱形提手，方面提拿。
进一步地，所述的圆筒形第一绝缘套管7，壁厚0.5-10mm，材质为塑料、橡胶或聚四氟乙烯等，紧贴底座1内壁放置，起绝缘和保护作用。
进一步地，所述的圆筒形填充套管8，壁厚0.5-20mm，材质为塑料、橡胶或聚四氟乙烯等，安装在压块2上；其上设置中心孔用于放置压缩弹簧11；上表面设置小圆孔，方便夹拿。
进一步地，所述的压缩弹簧11，材质为不锈钢、弹簧钢、铝或铜等金属材质，放置于所述的圆筒形填充套管8中心孔内、压块2上，用于施加和调节压力。
进一步地，所述的导线螺钉4，材质为不锈钢、铝或铜等金属材质，直径2-10mm；可根据需要设置为圆头带孔的头部，其头部开孔既便于旋紧所述导线螺钉4又便于测试时夹装。
进一步地，所述的圆柱形紧固螺钉5，材质为不锈钢、铝或铜等金属材质，直径2-10mm；可根据需要设置为圆头带孔的头部，其头部开孔以便于旋紧。
进一步地，所述的紧固螺母6，为蝶形、元宝形或羊角形螺母，材质为不锈钢、铝或铜等金属材质或塑料材质，配合所述的导线螺钉 4、紧固螺钉5使用，用来旋紧密封。
进一步地，所述的第二绝缘套管10，形状阶梯型，壁厚0.1-5mm，材质为塑料、橡胶或聚四氟乙烯等绝缘材料，设置于导线螺钉4、紧固螺钉5与上盖3间，起到绝缘和垫片的作用。
进一步地，所述的上盖3上设置的圆柱形金属提手，可作为负极或正极导线使用。
进一步地，所述的圆柱形导线螺钉4，可作为正极或负极导线使用。
由以上技术方案可知，本实用新型的有益效果是：有利于极片和隔膜的居中装配，可以有效地避免电池内部的短路，降低了不可控外力因素的干扰，缩短了组装电池的时间，能够快速高效的完成电池的组装，组装的准确性和一致性大大提高，且与工厂叠片技术一致，扩大了测试材料的量，保证测试结果的可靠性。该装置采用小型化和模块化设计，可在手套箱内操作，装配简便，采用弹簧弹性设计，压力可控，极片厚度可调，易于拆卸和清洗，且可重复使用，成本较低，设计灵活巧妙；相较于机械压力或液压封装的电池组装，该装置压力较小且可控可调，可以更好的确保电池内部不受损坏，非常适用于实验室和小批量电池的组装、表征和评价，尤其适合于电化学方法对电池材料性能的表征、评价和测试研发。

Claims (5)

1.一种可拆卸式二电极电池测试模块，其特征在于：包括设置有内腔的底座(1)、与所述底座(1)配合的上盖(3)以及压块(2)；
所述底座(1)与所述上盖(3)间设置有密封垫圈(9)；
所述内腔内壁套设有第一绝缘套管(7)；
所述第一绝缘套管(7)内设有压块(2)；
所述压块(2)设置有凸柱，在所述压块(2)周边侧壁边缘设有四个圆形、半圆形或椭圆形的贯穿孔；所述凸柱上套设压缩弹簧(11)，所述压缩弹簧(11)外套设有填充套管(8)，所述压缩弹簧(11)自由端与所述上盖(3)内表面抵触配合；
所述密封垫圈(9)，为绝缘材质；
所述上盖(3)，为金属材质，厚度1-5mm；
所述上盖(3)与所述底座(1)通过螺钉螺接，所述螺钉与所述底座(1)导电配合，所述螺钉与所述上盖(3)绝缘配合。
2.根据权利要求1所述的一种可拆卸式二电极电池测试模块，其特征在于：所述的第一绝缘套管(7)，壁厚0.5-10mm，材质为塑料。
3.根据权利要求1所述的一种可拆卸式二电极电池测试模块，其特征在于：所述压块(2)呈圆柱形，厚度0.5-20mm。
4.根据权利要求1所述的一种可拆卸式二电极电池测试模块，其特征在于：所述的填充套管(8)，壁厚0.5-20mm，材质为塑料，安装在压块(2)上；其上设置中心孔用于放置压缩弹簧(11)。
5.根据权利要求1所述的一种可拆卸式二电极电池测试模块，其特征在于：所述的压缩弹簧(11)，材质为不锈钢、弹簧钢、铝或铜，放置于所述的填充套管(8)中心孔内并位于压块(2)上。
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