CN216484369U - 一种电池盖帽安全测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池盖帽安全测试装置。更具体地，本实用新型是一种用于测试电池盖帽耐气压强度的装置。本装置包含底座(1)、左夹具(2)、右夹具(3)、凹槽(4)、空心针(5)、密封圈(6)、夹紧机构(7)、样件进气管(8)、气压计进气管(9)、气压计(10)、进气导管(11)和外壳(12)，其中所述外壳(12)的下表面具有孔洞(13)。本实用新型的工作原理是将测试的盖帽与外壳组装而成样件，然后将样件放置在凹槽中的密封圈上并用左右夹具固定，且确保空心针穿过样件中孔洞；之后通过进气导管充气，使气体进入样件内部而提高样件内部的气压；并通过气压计测量出样件内部的压强，由此测得盖帽的最大耐气压强度。

Description

一种电池盖帽安全测试装置

技术领域

本实用新型属于电池生产的领域，并特别涉及一种为电池盖帽进行安全测试的装置。

背景技术

锂离子电池的盖帽为电池结构中的重要部件。盖帽不仅是电池壳体内的电芯与外面的接触点，更是整个电池的安全系统中的构成部分。在锂离子电池的正常运作中，电芯会轻微膨胀，此时，电池壳体和盖帽会受到电芯膨胀所产生的压力，并因而对电芯产生挤压作用，这种挤压作用能够确保电芯内各部分保持良好接触。然而，当电池中的电芯出现故障时，由于电芯出现副反应并且伴随生成副反应气体，造成电池内压升高，发生严重的膨胀。此外，剧烈化学反应产生的高温高压会导致电池爆炸。如果电池内部气体不能得到释放，会造成电池内部压力过大，从而产生安全风险。因此，电池盖帽通常能够承受电池正常运作时的压力，同时在电池失灵时，当电池内部的压力上升至极限值时，其可破裂，从而释放压力，防止电池发生爆炸。

因此，电池盖帽安全测试中的一项最重要指标为耐气压强度。目前用于测试电池盖帽的耐气压强度的装置都存在缺点。一些测试设备体积庞大，需占用大量空间。也有一些测试装置只能测试出盖帽本身的破裂情况，而未能测试出电池盖帽与壳体的脱离。

因此，本实用新型要解决的问题是提供一种电池盖帽安全测试装置，其能在测试电池盖帽的耐气压强度时得到精确的数值，且装置使用时简易并配置灵活。

实用新型内容

目前来说，对电池盖帽进行耐气压强度测试来判断其安全性能的装置大多体积庞大，或不能精确测量出电池盖帽的耐气压强度，又或操作上复杂。为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池盖帽安全测试装置，该装置包含底座(1)、左夹具(2)、右夹具(3)、凹槽(4)和空心针(5)，其中所述凹槽(4)中设置有密封圈(6)，并且所述空心针(5)贯穿于所述凹槽(4)和所述密封圈(6)。其中所述左夹具(2)固定在所述底座(1)表面并且固定在所述凹槽(4) 的边缘。

本发明的装置进一步包含夹紧机构(7)，并且所述夹紧机构(7)固定于所述底座(1)的表面。其中所述右夹具(3)与所述夹紧机构(7)连接，并且所述右夹具(3)与所述底座(1) 是分离的。

本发明的装置还进一步包含样件进气管(8)、气压计进气管(9)和气压计(10)。其中所述样件进气管(8)与所述空心针(5)连接。其中所述气压计(10)固定于所述底座(1)的表面。其中所述气压计进气管(9)与所述气压计(10)连接。

本发明的装置还进一步包含进气导管(11)，并且其中所述样件进气管(8)和所述气压计进气管(9)通过所述进气导管(11)联通。并且其中所述样件进气管(8)、所述气压计进气管(9)和所述进气导管(11)都在所述底座(1)的下方。其中所述密封圈(6)的材料是具有弹性的高分子聚合物材料。并且其中所述密封圈(6)下表面的面积小于所述凹槽(4)的上表面的面积。

本发明的装置还进一步包含进一步包括外壳(12)。并且其中所述外壳(12)是圆柱体形的，并且所述密封圈(6)的上表面是圆形的。其中所述外壳(12)的下表面进一步具有孔洞(13)。并且所述孔洞(13)位于所述外壳(12)的下表面的中心。

本实用新型公开了一种电池盖帽安全测试装置，其体积小且操作容易，并且通过将包含盖帽和外壳的样件固定，并用气体对样件进行加压，即可简单且精确地测量出电池盖帽的耐气压强度。使用本实用新型测试电池盖帽的最大耐气压强度具有简单易用而且数值精确，且本装置配置灵活，装置体积小巧等优点。

本实用新型的有益效果在于：使用了本实用新型的电池盖帽安全测试装置后，能够精准测量出盖帽应用于电池下的情况的耐气压强度，从而能够获得精确的电池盖帽安全性能数据。同时，本实用新型的装置简单易用且体积小，使其使用上有高度灵活性。

附图说明

图1是电池盖帽安全测试装置的整体结构示意图。

图2是电池盖帽安全测试装置的左右夹具部分的结构示意图。

图3a和3b分别是包含盖帽和外壳的样件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型为一种用于电池盖帽安全测试的装置。更具体地，本实用新型为一种用于测试电池盖帽的最大耐气压强度的装置。

图1和图2分别是本实用新型公开的电池盖帽安全测试装置的整体结构示意图和左右夹具部分的特写的结构示意图。如图1和图2中所示，本实用新型包含底座(1)、左夹具(2)、右夹具(3)、凹槽(4)、空心针(5)、密封圈(6)、夹紧机构(7)、样件进气管(8)、气压计进气管(9)、气压计(10)、进气导管(11)和外壳(12)。

本实用新型的工作原理是，将测试的盖帽(a)与外壳(12)组装在一起得到样件(b)，然后将样件(b)放置在凹槽(4)中的密封圈(6)上并用左右夹具固定，此时应确保空心针(5)穿过样件中孔洞；之后通过进气导管(11)充气，使气体进入样件(b)内部，从而提高样件内部的气压。并且可以通过气压计(10)测量出样件内部的压强，由此可以测得盖帽(a)的最大耐气压强度。同时，在本实用新型的装置中，包含外壳(12)的样件(b)可以被独立地拆出和安装，从而增添安全测试装置的使用灵活性。电池盖帽(a)与外壳(12)连接的方式并没有特别的限制，但两者之间的连接强度应该与真实电池中电池盖帽和壳体之间的连接相同或相近，以精确地测试出真实电池的安全性效果。

在样件(b)中，外壳(12)可认为是真实电池中的壳体。由于需要通过在样件(b)中充入压缩气体来测量电池盖帽(a)的耐气压强度，所以外壳(12)优选具有中空结构以容纳压缩气体。此外，外壳(12)的形状与大小都不受限制，但由于外壳(12)用于充当真实电池的壳体，外壳(12)的形状和大小优选地与真实电池壳体的形状和大小相同或相似。外壳(12)的材料也优选与真实电池壳体的材料相同或相似，并且其耐压强度与真实电池壳体的材料相同或相似。在某些实施方式中，电池盖帽(a)为用于圆柱电池中的盖帽，所以外壳(12)的形状为圆柱体形。

为了使压缩气体能够进入样件(b)中，样件(b)的外壳(12)优选地具有孔洞(13)。孔洞(13)的数目、形状、大小和位置都没有特别的限制。在一些实施方式中，为了精确地控制样件(b)内的气压，优选地孔洞(13)的数量是一个。同时，为了确保压缩气体能够在样件(b)内均匀地分布，以防止施加在外壳(12)和/或盖帽(a)上的压力不平衡，在一些实施方式中，孔洞(13)优选位于外壳(12)的下表面，且位于外壳(12)下表面的中心位置。

图3a和3b分别是本实用新型中公开的电池盖帽安全测试装置中样件(b)的结构示意图。由图可知，样件(b)为可以独立地从本实用新型的装置中拆除和安装。并且，样件(b)由外壳(12)和电池盖帽(a)构成，且外壳(12)的下表面具有孔洞(13)。本装置采用插入式连接，当样件(b)插入凹槽(4)后，由夹具(2)和(3)固定。同时，样件(b)拆装轻松方便快捷、省时省力，又牢固稳定且不漏气。

使用本实用新型来进行安全测试时，所使用的压缩气体没有受到限制，合适的气体包括但不限于氮气、空气、氖气、氩气、氪气和氙气。

底座(1)的形状、大小和厚度都不受限制，但底座(1)应足以承受本实用新型的装置操作时所须承受的应力。在一些实施方式中，底座(1)为长方体形。底座(1)的材料包括木、硬塑料、金属等。

左夹具(2)和右夹具(3)用于固定样件(b)，使样件(b)在进行安全测试时不会移动。左右夹具(2,3)两者的大小、形状和厚度都不受限制，但左右夹具(2,3)应该能够牢固地固定样件(b)，因此左右夹具(2,3)的形状优选地与样件(b)的外壳(12)外部形状匹配。左右夹具(2,3) 的材料也没有特别限制，但夹具材料应该使样件(b)被牢牢固定时又不会损害样件(b)的表面。在一些实施方式中，左夹具(2)和右夹具(3)的材料可以是木、硬塑料或金属。在某些实施方式中，左夹具(2)和右夹具(3)各自独立地在与外壳(12)接触的表面上设置弹性材料层，如海绵，由于弹性材料层具有缓冲性，可以避免外壳(12)变形。

为了使左右夹具(2,3)能够容纳不同大小和形状的样件(b)，优选左右夹具(2,3)为可替换部件，以便根据样件(b)的形状和大小的改变而更换。在另一个实施例中，为了使装置能够容纳不同大小和形状的样件(b)，左夹具(2)和右夹具(3)两者之中至少一个能够自由移动，以使得样件(b)能适配于夹具之中。在一些实施方式中，左夹具(2)固定在底座(1)的表面上，而右夹具(3)与底座(1)分离且右夹具(3)能够自由移动。在其它实施方式中，右夹具 (3)固定在底座(1)的表面上，而左夹具(2)与底座(1)分离且左夹具(2)能够自由移动。在进一步实施方式中，左夹具(2)和右夹具(3)都与底座(1)分离并且均能自由移动。

夹紧机构(7)可与左夹具(2)和/或右夹具(3)连接。在一些实施方式中，能自由移动的左夹具(2)和右夹具(3)可以连接到相同或各自连接到不同的夹紧机构(7)。放置夹紧机构(7)的位置没有特别的限制，夹紧机构(7)优选放置并固定于底座(1)的上表面上。

夹紧机构(7)的工作原理并没有特别的限制，但该工作原理应能使夹紧机构(7)所连接的夹具能够被精准地移动，以提供精确测量结果。在一些实施方式中，夹紧机构(7)的工作原理可采用：机械驱动、电动、液压驱动或气动。进气导管(11)的作用是传导压缩气体。进气导管(11)与样件进气管(8)和气压计进气管(9)联通，压缩空气可以通过进气导管(11) 与样件进气管(8)，并穿过空心针(5)之后，进入样件(b)中。与此同时，压缩空气可以通过进气导管(11)的和气压计进气管(9)后进入气压计(10)，既可以检测样件(b)的内部压力。进气导管(11)、样件进气管(8)、空心针(5)和气压计进气管(9)的长度、材料和直径均没有特别的限制，但各构件应该能够安全地承载所需要压缩气体的流量和气压。进气导管(11)、样件进气管(8)和气压计进气管(9)的之间的配置也没有特别限制，但该配置应该使本装置的整体结构紧凑，体积小。在一些实施方式中，进气导管(11)、样件进气管(8)和气压计进气管(9)位于底座(1)的下方。在某些实施方式中，进气导管(11)、样件进气管(8)和气压计进气管(9)位于底座(1)的上方。在其它实施方式中，进气导管(11)、样件进气管(8)和气压计进气管(9)位于底座(1)的一侧。

本实用新型中使用的气压计(10)没有特别的限制，但该气压计(10)的敏感度和精确度应该适用于本装置测试的电池盖帽(a)的耐气压强度范围。同时，在测试前，为了确保气压计(10)能够精确地测出样件(b)中的气压，气压计(10)应当进行校准。气压计(10)在装置中的位置也没有特别的限制，但为了易于观察，气压计(10)优选设置在底座(1)的上表面。

底座(1)的凹槽(4)用于容纳密封圈(6)，密封圈(6)的作用是避免连接样件(b)和空心针(5)之间产生空隙，以防止压缩气体从样件(b)中泄漏。凹槽(4)的形状和深度都不受限制，但凹槽应该能够容纳密封圈(6)。在一些实施方式中，为了容纳不同大小和形状的密封圈(6)，凹槽(4)的表面面积大于密封圈(6)的表面面积。在其他实施方式中，密封圈(6)的表面面积等于凹槽(4)的表面面积。在一些实施方式中，当样件进气管(8)位于底座(1)的下方，样件进气管(8)将贯穿底座(1)，而空心针(5)将贯穿密封圈(6)并进入样件(b)的腔部。

密封圈(6)的大小和形状均没有特别的限制，但密封圈(6)应该能够确保样件(b)和空心针(5)之间密封性良好而不会发生气体泄漏的情况。在一些实施方式中，密封圈(6)的上表面面积大于样件(b)中外壳(12)的下表面面积。在其它实施方式中，密封圈(6)的上表面面积等于外壳(12)的下表面面积。在一些实施方式中，密封圈(6)的上表面的形状和外壳(12) 的下表面的形状相同。在其它实施方式中，密封圈(6)的上表面的形状和样件(b)的外壳(12) 的下表面的形状不同。

密封圈(6)的厚度也没有受到限制，但密封圈(6)的厚度优选能够使样件(b)至少有一部分位于凹槽(4)中，这有利于左右夹具(2,3)能够夹紧固定样件(b)。在一些实施方式中，密封圈(6)的厚度小于凹槽(4)的深度，此时样件(b)将部分位于凹槽(4)中。在其它实施方式中，密封圈(6)的厚度等于或大于凹槽(4)的深度，此时样件(b)将位于凹槽(4)上。为了使左右夹具(2,3)能够有效地夹紧固定样件(b)，优选左右夹具(2,3)能够尽可能地贴近凹槽(4)的边缘。在一些实施方式中，当左夹具(2)或右夹具(3)固定在底座(1)上时，所述左夹具(2)或右夹具 (3)分别贴近或位于凹槽(4)的边缘。

密封圈(6)由具有较大弹性变形量的非金属材料制成，确保密封圈(6)与样件(b)的下表面(底部)和空心针(5)有紧密接触，从而提高了密封性和避免压缩气体的泄漏。在一些实施方式中，密封圈(6)的材料优选为高分子聚合物材料。在一些实施方式中，所述高分子聚合物材料可以是顺丁橡胶、丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、氯醇橡胶、三元乙丙橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、丁腈橡胶、全氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯丁橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚硫橡胶、聚四氟乙烯、四氟乙烯-丙烯共聚物、硅橡胶、丁苯橡胶、聚苯乙烯、聚烯烃、聚氨酯、醚-酯弹性体共聚物、聚酰胺、聚醚-聚酰胺嵌段共聚物。

本实用新型的装置用于透过测量电池盖帽的耐气压强度而判断其安全性能。本实用新型的装置的一个优选的使用方式如下：

首先将电池盖帽(a)与具有孔洞(13)的外壳(12)组装成样件(b)。然后将样件(b)插入空心针(5)上，直到凹槽(4)中的密封圈(6)紧密接触。启动夹紧机构(7)将右夹具(3)往左夹具(2)方向移动，使样件(b)被左右夹具(2,3)夹紧固定。将压缩空气泵入进气导管(11)，从而对样件(b)进行加压。将样件(b)中的气压逐步增大，直至盖帽(a)破裂，观察并记录气压计(10) 读数，即能获得该盖帽(a)的耐气压强度。

本实用新型的装置的使用方式不仅限于上述的方法，只要能够使电池盖帽的耐气压强度能够通过将电池盖帽组装成样件后通过使用压缩气体将样件加压而测量出即可，各个部件的组合秩序没有具体的限制。

由以上陈述和附图说明可见，本实用新型相比现有技术来说简单易用，体积小并操作起来又方便、灵活，能够简便、快捷而精确地测量出电池盖帽的耐气压强度，从而判断电池盖帽的安全性。

上述实施方式和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (16)

1.一种电池盖帽安全测试装置，其特征在于该装置包含底座(1)、左夹具(2)、右夹具(3)、凹槽(4)和空心针(5)，其中所述凹槽(4)中设置有密封圈(6)，并且所述空心针(5)贯穿于所述凹槽(4)和所述密封圈(6)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述左夹具(2)固定在所述底座(1)表面并且固定在所述凹槽(4)的边缘。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置进一步包含夹紧机构(7)，并且所述夹紧机构(7)固定于所述底座(1)的表面。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述右夹具(3)与所述夹紧机构(7)连接，并且所述右夹具(3)与所述底座(1)是分离的。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置进一步包含样件进气管(8)、气压计进气管(9)和气压计(10)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述样件进气管(8)与所述空心针(5)连接。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述气压计(10)固定于所述底座(1)的表面。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述气压计进气管(9)与所述气压计(10)连接。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于该装置进一步包含进气导管(11)，并且其中所述样件进气管(8)和所述气压计进气管(9)通过所述进气导管(11)联通。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于所述样件进气管(8)、所述气压计进气管(9)和所述进气导管(11)都在所述底座(1)的下方。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述密封圈(6)的材料是具有弹性的高分子聚合物材料。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述密封圈(6)下表面的面积小于所述凹槽(4)的上表面的面积。

13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于该装置进一步包括外壳(12)。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于所述外壳(12)是圆柱体形的，并且所述密封圈(6)的上表面是圆形的。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于所述外壳(12)的下表面进一步具有孔洞(13)。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于所述孔洞(13)位于所述外壳(12)的下表面的中心。

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