CN216485430U - 一种用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，包括垂直分布的两个钢性夹板；两个钢性夹板前后对称且间隔分布；两个钢性夹板相对的一侧覆盖式贴附有弹性贴膜；两个钢性夹板相对一侧的弹性贴膜之间具有电芯容纳空隙；电芯容纳空隙的横向中间位置，垂直放置有需要测试循环寿命的电池；两个钢性夹板的左侧上下两端以及右侧上下两端，分别设置有一个螺栓通孔；两个钢性夹板通过四根纵向分布的螺栓相连接。本实用新型结构设计科学，不仅可以抑制电池膨胀，保证电池在循环测试过程中受力均衡，同时通过专门设计的弹性贴膜，可以为电池膨胀提供弹性压缩空间，改善由于电池受力不均匀导致的局部析锂问题，提高锂离子电池的循环寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置。
背景技术
目前，锂离子电池因其具有高能量密度、长循环寿命的优点，在消费类电子、储能及新能源汽车等领域，受到广泛的应用。
对于锂离子电池，一般采用金属壳体(如钢壳、铝壳等)或者铝塑膜作为外壳。在锂离子电池的长循环测试(即循环寿命测试)过程中，随着电池内气体不断产生、极片不断膨胀，电池的外壳会发生不同程度的形变。随着电池膨胀的增加，电池中活性物质之间的接触变差，欧姆电阻增加，导致电池的循环寿命衰减。
因此，目前迫切需要开发出一种技术，能够解决以上问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置。
为此，本实用新型提供了一种用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，包括垂直分布的、长方体形状的两个钢性夹板；
两个钢性夹板，两者前后对称且间隔分布；
两个钢性夹板相对的一侧，覆盖式贴附有至少一层弹性贴膜；
两个钢性夹板相对一侧的弹性贴膜之间，具有横向分布的电芯容纳空隙；
电芯容纳空隙的横向中间位置，垂直放置有需要测试循环寿命的电池；
电池的顶部，设置有正极耳和负极耳；
两个钢性夹板的左侧上下两端以及右侧上下两端，分别设置有一个螺栓通孔；
两个钢性夹板上的四个螺栓通孔，前后对称设置；
两个钢性夹板通过四根纵向分布的螺栓相连接；
每根螺栓的前后两端，分别贯穿通过一个钢性夹板上的一个螺栓通孔；
每根螺栓的前后两端外露于钢性夹板外侧面的部分，分别与一个螺母相螺纹固定连接；
电池，位于钢性夹板左侧的两根螺栓和钢性夹板右侧的两根螺栓之间的位置。
优选地，两个钢性夹板的中心点、弹性贴膜的中心点以及电池的中心点，位于同一纵向直线上。
优选地，两个钢性夹板相对的一侧，粘贴有一层弹性贴膜。
优选地，钢性夹板的前后两侧面，以及弹性贴膜的前后两侧面，均为光滑的平面；
钢性夹板中每个侧面的形状，都是矩形。
优选地，钢性夹板，为铝板或者不锈钢板；
弹性贴膜，为聚碳酸酯膜、聚烯烃膜或者聚氨酯膜。
优选地，钢性夹板的厚度范围为10～30mm；
弹性贴膜的厚度范围为0.1～5mm。
优选地，电池，是方型锂离子动力电池或软包锂离子动力电池。
优选地，位于电芯容纳空隙中的电池受到的初始预紧力为0.5～5N/cm2。
优选地，其特征在于，两个钢性夹板相对一侧的侧面面积，大于电池的前后侧面面积；
弹性贴膜的前后侧面面积，大于电池)的前后侧面面积。
由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，其结构设计科学，不仅可以抑制电池膨胀，保证电池在循环测试过程中受力均衡，同时通过专门设计的弹性贴膜，可以适应电池的膨胀形变，为电池膨胀提供弹性压缩空间，优化了循环过程中电池内部受力，改善由于电池受力不均匀导致的局部析锂问题，从而提高锂离子电池的循环寿命，具有重大的实践意义。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置的立体结构示意图；
图2为通过应用本实用新型，实施例与对比例的电池循环寿命对比示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
参见图1，本实用新型提供了一种用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，包括垂直分布的、长方体形状的两个钢性夹板11；
两个钢性夹板11，两者前后对称且间隔分布；
两个钢性夹板11相对的一侧，覆盖式贴附(例如粘贴)有至少一层弹性贴膜12(不限于图1所示的一层，可以根据需要，设置多层)；
两个钢性夹板11相对一侧的弹性贴膜12之间，具有横向分布的电芯容纳空隙120；
电芯容纳空隙120的横向中间位置，垂直放置有需要测试循环寿命的电池2；
电池2的顶部，设置有正极耳21和负极耳22；
两个钢性夹板11的左侧上下两端以及右侧上下两端(即四角位置)，分别设置有一个螺栓通孔；
两个钢性夹板11上的四个螺栓通孔，前后对称设置；
两个钢性夹板11通过四根纵向分布的螺栓13相连接；
每根螺栓13的前后两端，分别贯穿通过一个钢性夹板11上的一个螺栓通孔；
每根螺栓13的前后两端外露于钢性夹板11外侧面(即远离电池2的侧面)的部分，分别与一个螺母14相螺纹固定连接；
电池2，位于钢性夹板11左侧的两根螺栓13和钢性夹板11右侧的两根螺栓13之间的位置。
在本实用新型中，具体实现上，两个钢性夹板11的中心点、弹性贴膜 12的中心点以及电池2的中心点，位于同一纵向直线上。
在本实用新型中，具体实现上，两个钢性夹板11相对的一侧，粘贴有一层弹性贴膜12。
在本实用新型中，具体实现上，钢性夹板11的前后两侧面，以及弹性贴膜12的前后两侧面，均为光滑的平面，能够进一步保证所夹持的电池受力均衡。
在本实用新型中，具体实现上，钢性夹板11中每个侧面的形状，都是矩形。
在本实用新型中，具体实现上，钢性夹板11，为铝板或者不锈钢板。
在本实用新型中，具体实现上，钢性夹板11的厚度范围为10～30mm。
在本实用新型中，具体实现上，弹性贴膜12的材质，可以包括聚碳酸酯类、聚烯烃类和聚氨酯类材质中的任意一种。
具体实现上，弹性贴膜12，可以为聚碳酸酯膜、聚烯烃膜或者聚氨酯膜。
具体实现上，弹性贴膜12的厚度范围为0.1～5mm。
在本实用新型中，具体实现上，电池2，可以是方型锂离子动力电池或软包锂离子动力电池。
在本实用新型中，具体实现上，为了保证钢性夹板11可以抑制电池膨胀，同时可以为电池膨胀提供弹性空间，位于电芯容纳空隙120中的电池2 受到的初始预紧力为0.5～5N/cm2。
在本实用新型中，具体实现上，两个钢性夹板11相对一侧的侧面面积，大于电池2的前后侧面面积。
在本实用新型中，具体实现上，位于钢性夹板11相对一侧的弹性贴膜 12的前后侧面面积，大于电池2的前后侧面面积。
需要说明的是，对于本实用新型，电池2应置于两块钢性夹板11中间，并且钢性夹板11和弹性贴膜12的相对一侧的侧面面积，要完全覆盖电池2 的前后侧面面积。
需要说明的是，对于本实用新型，本实用新型将钢性夹板11与电池2 夹在一起后，且弹性贴膜12朝向电池的前后侧面(即面积最大的侧面)，钢性夹板11的四角位置通过螺杆13与螺母14固定。
需要说明的是，对于本实用新型，如果在电池的循环寿命测试过程中，只是单纯采用钢性夹板对电池加以束缚，抑制电池膨胀。由于普通的钢性夹板由于不易变形，会导致在电池循环过程中由于产气和极片膨胀等原因而导致电池不断膨胀，电池内部应力逐渐增大而无法释放，从而导致电池局部析锂，循环恶化。为此，本实用新型专门设计了弹性贴膜，能够为电池的膨胀提供弹性压缩空间，从而优化了电池循环过程中的电池内部受力，提高了电池的循环寿命。
与现有技术相比较，本实用新型通过采用带有弹性材质的钢性夹板固定电池进行循环测试，在测试过程中电池受力均衡，又可以为电池膨胀提供弹性空间，适应电池的膨胀变形，改善由于电池受力不均匀而导致的析锂问题，从而提升电池的循环寿命。
具体实现上，本实用新型，可以对钢性夹板11的厚度、弹性贴膜12的材质、弹性贴膜12的厚度，电池初始预紧力的大小等进行灵活的调整，本实用新型可形成多种实施案例。为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例，来说明本实用新型的工作原理。
实施例。
首先，对于本实用新型，电池2采用现有的LP27148102锂离子电芯(中镍高电压体系电芯)，将该电池固定于图1所示的钢性夹板11中间，且弹性贴膜12朝向电池的前后侧面，钢性夹板1的四角位置用螺栓13和螺母14 固定，电池2的初始预紧力为0.5～5N/cm2。
然后，将该电池2进行循环测试，循环制式为：1)1C恒流充电至4.3V， 4.3V恒压充电至0.05C；2)休眠30分钟；3)1C恒流放电至2.8V；4)休眠30分钟；5)：重复1)～4)，进行循环测试，记录每次循环测试后电池的容量保持率。
对比例。
首先，对于本实用新型，电池2采用现有的LP27148102锂离子电芯(中镍高电压体系电芯)，将该电池2固定于图1所示的钢性夹板11中间，钢性夹板11的四角用螺栓13和螺母14固定，电池2的初始预紧力为0.5～5N/cm2。
与实施例不同的是，对比例的钢性夹板1未添加弹性贴膜12。然后将该电池进行循环测试，循环制式为：1)1C恒流充电至4.3V，4.3V恒压充电至0.05C；2)休眠30分钟；3)1C恒流放电至2.8V；4)休眠30分钟；5)：重复1)～4)，进行循环测试，记录每次循环测试后电池的容量保持率。
实施例和对比例的电池循环寿命测试结果参见图2。由图2可以看出，实施例中，当刚性夹板贴有弹性材质(即弹性贴膜12)时，电池在循环1300 次后容量保持率91.33％，而对比例中的刚性夹板不含弹性材质(即没有贴上弹性贴膜12)，电池在循环1000次后发生容量保持率明显跳水，在1300 次后，容量保持率为80％。
由图2可知，通过应用本实用新型的技术方案，能够使得电池的循环性能得到了显著提升。
因此，与现有技术相比较，本实用新型通过在钢性夹板表面贴附一层弹性贴膜，从而在电池充放电循环过程中可以抑制电芯膨胀，同时可以为电芯膨胀提供弹性空间，从而可以解决在电池循环过充中由于产气、极片膨胀等而导致的电池内部受力不均匀、电池内部应力逐渐增大问题，以及进一步导致的电池循环衰减问题，从而提高电芯的循环寿命。
综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，其结构设计科学，不仅可以抑制电池膨胀，保证电池在循环测试过程中受力均衡，同时通过专门设计的弹性贴膜，可以适应电池的膨胀形变，为电池膨胀提供弹性压缩空间，优化了循环过程中电池内部受力，改善由于电池受力不均匀导致的局部析锂问题，从而提高锂离子电池的循环寿命，具有重大的实践意义。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，其特征在于，包括垂直分布的、长方体形状的两个钢性夹板(11)；
两个钢性夹板(11)，两者前后对称且间隔分布；
两个钢性夹板(11)相对的一侧，覆盖式贴附有至少一层弹性贴膜(12)；
两个钢性夹板(11)相对一侧的弹性贴膜(12)之间，具有横向分布的电芯容纳空隙(120)；
电芯容纳空隙(120)的横向中间位置，垂直放置有需要测试循环寿命的电池(2)；
电池(2)的顶部，设置有正极耳(21)和负极耳(22)；
两个钢性夹板(11)的左侧上下两端以及右侧上下两端，分别设置有一个螺栓通孔；
两个钢性夹板(11)上的四个螺栓通孔，前后对称设置；
两个钢性夹板(11)通过四根纵向分布的螺栓(13)相连接；
每根螺栓(13)的前后两端，分别贯穿通过一个钢性夹板(11)上的一个螺栓通孔；
每根螺栓(13)的前后两端外露于钢性夹板(11)外侧面的部分，分别与一个螺母(14)相螺纹固定连接；
电池(2)，位于钢性夹板(11)左侧的两根螺栓(13)和钢性夹板(11)右侧的两根螺栓(13)之间的位置。
2.如权利要求1所述的用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，其特征在于，两个钢性夹板(11)的中心点、弹性贴膜(12)的中心点以及电池(2)的中心点，位于同一纵向直线上。
3.如权利要求1所述的用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，其特征在于，两个钢性夹板(11)相对的一侧，粘贴有一层弹性贴膜(12)。
4.如权利要求1所述的用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，其特征在于，钢性夹板(11)的前后两侧面，以及弹性贴膜(12)的前后两侧面，均为光滑的平面；
钢性夹板(11)中每个侧面的形状，都是矩形。
5.如权利要求1所述的用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，其特征在于，钢性夹板(11)，为铝板或者不锈钢板；
弹性贴膜(12)，为聚碳酸酯膜、聚烯烃膜或者聚氨酯膜。
6.如权利要求1所述的用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，其特征在于，钢性夹板(11)的厚度范围为10～30mm；
弹性贴膜(12)的厚度范围为0.1～5mm。
7.如权利要求1所述的用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，其特征在于，电池(2)，是方型锂离子动力电池或软包锂离子动力电池。
8.如权利要求1所述的用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，其特征在于，位于电芯容纳空隙(120)中的电池(2)受到的初始预紧力为0.5～5N/cm2。
9.如权利要求1至8中任一项所述的用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置，其特征在于，两个钢性夹板(11)相对一侧的侧面面积，大于电池(2)的前后侧面面积；
弹性贴膜(12)的前后侧面面积，大于电池(2)的前后侧面面积。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202122472173.1U CN216485430U (zh) | 2021-10-14 | 2021-10-14 | 一种用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置 |
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| CN202122472173.1U Active CN216485430U (zh) | 2021-10-14 | 2021-10-14 | 一种用于电池循环寿命测试的新型电池固定装置 |
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