CN216928630U - 扣式测试电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种扣式测试电池，包括：第一壳体；电芯组件，设置在第一壳体内；第二壳体，盖设于第一壳体上；其中，扣式测试电池还包括设置于电芯组件和第一壳体之间的第一垫片和设置于电芯组件和第二壳体之间的第二垫片。应用本实用新型的技术方案能够有效解决相关技术中的扣式测试电池的结构会导致正极材料或负极材料的克容量检测结果与实际克容量差距较大的问题。

Description

扣式测试电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体而言，涉及一种扣式测试电池。

背景技术

材料的克容量是指电池内部活性物质所能释放出的电容量与活性物质的质量之比。材料克容量值对电池设计密切相关，直接关系到电池的容量。目前扣式测试电池在出厂前都会对正极材料和负极材料进行克容量测试，以判断正极材料和负极材料是否满足需求。目前测试正极材料和负极材料克容量的方式是用正极材料和负极材料分别组成测试电池，但目前测试电池的组装方式容易导致正极材料和负极材料的测试值与实际值具有较大的差距。如果正极材料和负极材料的克容量测试值低于实际值，则可能导致电池的实际容量偏大，增加不必要的生产成本。如果正极材料和负极材料的克容量测试值高于实际值，则电池的实际容量偏小，无法满足设计要求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种扣式测试电池，以解决相关技术中的扣式测试电池的结构会导致正极材料或负极材料的克容量检测结果与实际克容量差距较大的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种扣式测试电池，包括：第一壳体；电芯组件，设置在第一壳体内；第二壳体，盖设于第一壳体上；其中，扣式测试电池还包括设置于电芯组件和第一壳体之间的第一垫片和设置于电芯组件和第二壳体之间的第二垫片。

进一步地，电芯组件包括靠近第一壳体设置的锂片、靠近第二壳体设置的测试极片以及设置于测试极片和锂片之间的隔膜，第一垫片设置于第一壳体和锂片之间，第二垫片设置于第二壳体与测试极片之间，扣式测试电池还包括：弹性件，设置于第二垫片与第二壳体之间。

进一步地，弹性件包括弧形弹片，弧形弹片的开口朝向第二垫片。

进一步地，第一壳体上设置有容纳槽，第一垫片、电芯组件、第二垫片以及弹性件从第一壳体至第二壳体的方向上依次设置于容纳槽内，容纳槽的侧壁上设置有限位第二垫片的限位结构。

进一步地，限位结构包括设置于容纳槽的侧壁上的限位环；或者限位结构包括多个设置于容纳槽的侧壁上限位凸起，多个限位凸起在容纳槽的侧壁的周向方向上间隔设置。

进一步地，第二壳体包括顶板、设置于顶板周向方向上的侧板以及设置于侧板下边沿处的包边结构，第一壳体设置于包边结构与顶板之间。

进一步地，包边结构与第一壳体的底壁之间设置有密封层。

进一步地，第一垫片的厚度在0.45mm至0.55mm之间；和/或，第二垫片的厚度在0.45mm至0.55mm之间。

进一步地，弧形弹片的高度在1.26mm至1.94mm之间。

进一步地，锂片的厚度在0.3mm至0.6mm之间；和/或，隔膜的厚度在14μm至18μm之间。

应用本实用新型的技术方案，第一壳体和第二壳体之间设置有电芯组件，将第一垫片设置在电芯组件和第一壳体之间，并且将第二垫片设置在电芯组件和第二壳体之间，上述设置方式能够提升扣式测试电池内部的填充度，从而提升电芯组件的导电率，降低了扣式测试电池的接触阻抗，进而提升扣式测试电池的容量测试的准确性。另外，设置第一垫片和第二垫片还能够提升电芯组件的平整度，有效降低了电芯组件打折的风险，进一步提升了扣式测试电池的容量测试的准确性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的扣式测试电池的分解结构示意图；以及

图2示出了图1的扣式测试电池的第一壳体和第二壳体的装配结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一壳体；11、容纳槽；20、电芯组件；21、锂片；22、测试极片；23、隔膜；30、第二壳体；31、顶板；32、侧板；33、包边结构；40、第一垫片；50、第二垫片；60、弹性件；70、限位结构；80、密封层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

发明人经过长期研究发现，目前的扣式测试电池的电池容量检测结果误差较大的原因在于：目前的扣式测试电池的内部填充度不够，导致扣式测试电池内部的结构因接触不良而导致导电性差，进而影响扣式测试电池的容量测试结果。为解决上述问题，本申请提供了一种扣式测试电池，具体地：

如图1所示，本实施例的扣式测试电池包括：第一壳体10、电芯组件20第二壳体30。电芯组件20设置在第一壳体10内；第二壳体30盖设于第一壳体10上；其中，扣式测试电池还包括设置于电芯组件20和第一壳体10之间的第一垫片40和设置于电芯组件20和第二壳体30之间的第二垫片50。

应用本实施例的技术方案，第一壳体10和第二壳体30之间设置有电芯组件20，将第一垫片40设置在电芯组件20和第一壳体10之间，并且将第二垫片50设置在电芯组件20和第二壳体30之间，上述设置方式能够提升扣式测试电池内部的填充度，从而提升电芯组件20的导电率，降低了扣式测试电池的接触阻抗，进而提升扣式测试电池的容量测试的准确性。另外，设置第一垫片40和第二垫片50还能够提升电芯组件20的平整度，有效降低了电芯组件20打折的风险，进一步提升了扣式测试电池的容量测试的准确性。

如图1所示，在本实施例中，电芯组件20包括靠近第一壳体10设置的锂片21、靠近第二壳体30设置的测试极片22以及设置于测试极片22和锂片21之间的隔膜23，第一垫片40设置于第一壳体10和锂片21之间，第二垫片50设置于第二壳体30与测试极片22之间，扣式测试电池还包括弹性件60，弹性件60设置于第二垫片50与第二壳体30之间。上述结构中，在第一壳体10和第二壳体30之间增设弹性件60能够进一步提升扣式测试电池的填充度，弹性件60能够进一步压紧测试极片22、锂片21以及隔膜23，从而提升扣式测试电池内部的结构的导电性，进一步提升了扣式测试电池的容量测试的准确性。

需要说明的是，上述的“靠近”指的是锂片21相对于电芯组件内包括的其他结构而言更靠近第二壳体。

还需要说明的是，上述的测试极片22可根据实际的测试需求进行替换。测试极片22可以为涂布有正极材料的正极极片或者为涂布有负极材料的负极极片。当需要对扣式电池实际使用的正极材料的克容量进行测试时，可选用由该正极材料制成的正极极片放入测试极片22的位置处，进行克容量测试。例如，可以选择由三元材料制成的正极极片或者由磷酸铁锂材料制成的正极极片。相应地，当需要对扣式电池实际使用的负极材料的克容量进行测试时，可选用由该负极材料制成的负极极片放入测试极片22的位置处，进行克容量测试。例如，可以选择由石墨制成的负极极片。

另外，第一壳体10为负极壳，第二壳体30为正极壳。测试极片22与隔膜23之间具有少量的电解液，锂片21与隔膜23之间也具有少量的电解液。

如图1所示，在本实施例中，弹性件60包括弧形弹片，弧形弹片的开口朝向第二垫片50。上述结构中，弧形弹片的第一端与第二垫片50抵接，第二端与第二壳体30抵接，从而将第二垫片50压向电芯组件20，提升了电芯组件20的紧凑性。弧形弹片的开口朝向第二垫片50能够增加弧形弹片与第二垫片50的接触面积，从而使得弹性件60对电芯组件20起到更好的压接效果。

如图2所示，在本实施例中，第一壳体10上设置有容纳槽11，第一垫片40、电芯组件20、第二垫片50以及弹性件60从第一壳体10至第二壳体30的方向上依次设置于容纳槽11内，容纳槽11的侧壁上设置有限位第二垫片50的限位结构70。上述结构中，扣式测试电池在装配时需要依次将第一垫片40、电芯组件20、第二垫片50以及弹性件60放入第一壳体10内，再将第二壳体30改在第一壳体10上并密封连接。在第一壳体10内设置的层叠结构较多的情况下，上述结构在移动的过程中容易出现第一壳体10内的结构散落的情况。本申请在容纳槽11的侧壁上设置限位结构70，通过限位结构70对弹性件60进行限位，从而提升了第一壳体10与第一垫片40、电芯组件20、第二垫片50以及弹性件60的紧凑性，降低了第一壳体10内的结构散落的概率。

如图2所示，在本实施例中，限位结构70包括设置于容纳槽11的侧壁上的限位环。上述结构简单，便于加工，并且能在弹性件60的周向方向上对弹性件60进行限位，能够起到较好的限位效果。

当然，在图中未示出的其他实施例中，限位结构70也可以包括多个设置于容纳槽11的侧壁上限位凸起，多个限位凸起在容纳槽11的侧壁的周向方向上间隔设置。上述结构也能够起到对弹性件60的限位效果。

如图2所示，在本实施例中，第二壳体30包括顶板31、设置于顶板31周向方向上的侧板32以及设置于侧板32下边沿处的包边结构33，第一壳体10设置于包边结构33与顶板31之间。上述结构中，通过包边结构33能够提升第一壳体10和第二壳体30的密封性和连接强度，从而提升扣式测试电池的使用寿命。

如图2所示，在本实施例中，包边结构33与第一壳体10的底壁之间设置有密封层80。上述结构能够进一步提升第一壳体10和第二壳体30的密封性。

具体地，在本实施例中，第一垫片40的厚度在0.45mm至0.55mm之间。上述结构中，如果第一垫片40的厚度过小，则对扣式测试电池内部的填充效果差。如果第一垫片40的厚度过大则会增大扣式测试电池的重量和增加生产成本。优选地，第一垫片40的厚度可以为0.45mm、0.50mm或者0.55mm。相应地，第二垫片50的厚度在0.45mm至0.55mm之间。优选地，第二垫片50的厚度可以为0.45mm、0.50mm或者0.55mm。

在本实施例中，弧形弹片的高度在1.26mm至1.94mm之间。上述结构能够使得弧形弹片具有较好的弹性，从而对扣式测试电池的内部起到更好的填充效果。优选地，弧形弹片的高度为1.26mm、1.50mm或者1.94mm。

需要说明的是，在本实施例中，锂片21的厚度在0.3mm至0.6mm之间；隔膜23的厚度在14μm至18μm之间。优选地，锂片21的厚度可以为0.3mm、0.4mm、0.5mm或者0.6mm。隔膜23的厚度为14μm、15μm、16μm、17μm或者18μm。

实验对比例一：

以三元材料作为正极材料制作三种扣式测试电池，每种扣式测试电池的组装方式不同，对三种扣式测试电池进行比容量测试，每种扣式测试电池测试15组。三种扣式测试电池的组装方式分别为：

第一种扣式测试电池的组装方式为：负极壳、泡沫镍、垫片、锂片、隔膜、测试极片、以及正极壳。

第二种扣式测试电池的组装方式为：负极壳、弹性件、垫片、锂片、隔膜、测试极片以及正极壳。

第三种扣式测试电池的组装方式采用本申请的扣式测试电池的组装方式，既：负极壳、第一垫片、锂片、隔膜、测试极片、第二垫片、弹性件以及正极壳。

测试结果见下表：

从上表中能够得出：本申请的扣式测试电池的组装方式的组内测量sigma为0.34mAh/g，明显小于常规方式组装方式1的0.81mAh/g和常规方式组装方式2的0.65mAh/g,体现了优异的测试一致性。

实验对比例二：

以磷酸铁锂作为正极材料制作三种扣式测试电池，每种扣式测试电池的组装方式不同，对三种扣式测试电池进行比容量测试，每种扣式测试电池测试15组。三种扣式测试电池的组装方式分别为：

第四种扣式测试电池的组装方式为：负极壳、泡沫镍、垫片、锂片、隔膜、测试极片、以及正极壳。

第五种扣式测试电池的组装方式为：负极壳、弹性件、垫片、锂片、隔膜、测试极片以及正极壳。

第六种扣式测试电池的组装方式采用本申请的扣式测试电池的组装方式，既：负极壳、第一垫片、锂片、隔膜、测试极片、第二垫片、弹性件以及正极壳。

测试结果见下表：

从上表中能够得出：本申请的扣式测试电池的组装方式的组内测量sigma为0.37mAh/g，明显小于常规方式组装方式1的0.80mAh/g和常规方式组装方式2的0.70mAh/g,体现了优异的测试一致性。

实验对比例三：

以负极石墨材料制作三种扣式半电池，每种扣式电池的组装方式不同，对三种扣式电池进行克容量测试，每种扣式电池测试15组。三种扣式电池的组装方式分别为：

第七种扣式半电池的组装方式为：负极壳、泡沫镍、垫片、锂片、隔膜、石墨负极片、以及正极壳。

第八种扣式半电池的组装方式为：负极壳、弹性件、垫片、锂片、隔膜、石墨负极片以及正极壳。

第九种扣式半电池的组装方式采用本申请的扣式电池的组装方式，即：负极壳、第一垫片、锂片、隔膜、石墨负极片、第二垫片、弹性件以及正极壳。

测试结果见下表：

从上表中能够得出：本申请的扣式电池的组装方式的组内测量sigma为0.56mAh/g，明显小于常规方式组装方式1的1.12mAh/g和常规方式组装方式2的0.86mAh/g，体现了优异的测试一致性。

从以上试验对比例可以看出，相比其他的扣式测试电池组装方法，使用本申请的扣式测试电池的组装方式所测的电池容量的准确性明显提高。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

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

Claims (10)

1.一种扣式测试电池，其特征在于，包括：

第一壳体(10)；

电芯组件(20)，设置在所述第一壳体(10)内；

第二壳体(30)，盖设于所述第一壳体(10)上；

其中，所述扣式测试电池还包括设置于所述电芯组件(20)和所述第一壳体(10)之间的第一垫片(40)和设置于所述电芯组件(20)和所述第二壳体(30)之间的第二垫片(50)。

2.根据权利要求1所述的扣式测试电池，其特征在于，所述电芯组件(20)包括靠近所述第一壳体(10)设置的锂片(21)、靠近所述第二壳体(30)设置的测试极片(22)以及设置于所述测试极片(22)和所述锂片(21)之间的隔膜(23)，所述第一垫片(40)设置于所述第一壳体(10)和所述锂片(21)之间，所述第二垫片(50)设置于所述第二壳体(30)与所述测试极片(22)之间，所述扣式测试电池还包括：

弹性件(60)，设置于所述第二垫片(50)与所述第二壳体(30)之间。

3.根据权利要求2所述的扣式测试电池，其特征在于，所述弹性件(60)包括弧形弹片，所述弧形弹片的开口朝向所述第二垫片(50)。

4.根据权利要求2所述的扣式测试电池，其特征在于，所述第一壳体(10)上设置有容纳槽(11)，所述第一垫片(40)、所述电芯组件(20)、所述第二垫片(50)以及所述弹性件(60)从第一壳体(10)至第二壳体(30)的方向上依次设置于所述容纳槽(11)内，所述容纳槽(11)的侧壁上设置有限位所述第二垫片(50)的限位结构(70)。

5.根据权利要求4所述的扣式测试电池，其特征在于，

所述限位结构(70)包括设置于所述容纳槽(11)的侧壁上的限位环；或者

所述限位结构(70)包括多个设置于所述容纳槽(11)的侧壁上限位凸起，多个所述限位凸起在所述容纳槽(11)的侧壁的周向方向上间隔设置。

6.根据权利要求1所述的扣式测试电池，其特征在于，所述第二壳体(30)包括顶板(31)、设置于所述顶板(31)周向方向上的侧板(32)以及设置于所述侧板(32)下边沿处的包边结构(33)，所述第一壳体(10)设置于所述包边结构(33)与所述顶板(31)之间。

7.根据权利要求6所述的扣式测试电池，其特征在于，所述包边结构(33)与所述第一壳体(10)的底壁之间设置有密封层(80)。

8.根据权利要求1所述的扣式测试电池，其特征在于，

所述第一垫片(40)的厚度在0.45mm至0.55mm之间；和/或，

所述第二垫片(50)的厚度在0.45mm至0.55mm之间。

9.根据权利要求3所述的扣式测试电池，其特征在于，所述弧形弹片的高度在1.26mm至1.94mm之间。

10.根据权利要求2所述的扣式测试电池，其特征在于，

所述锂片(21)的厚度在0.3mm至0.6mm之间；和/或，

所述隔膜(23)的厚度在14μm至18μm之间。

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