CN218211414U - 电池膨胀测试装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池膨胀测试装置，该电池膨胀测试装置包括：底座；定位结构，设置于所述底座上；夹持板，与所述定位结构、所述底座形成容纳电池的容纳空间，所述夹持板可通过驱动件的驱动朝向靠近或远离定位结构的方向移动；检测组件，设置于所述夹持板处，以用于检测所述夹持板相对所述定位结构的位移量以及所述夹持板与电池之间的夹持力；调控组件，设置于所述底座上，用于调控所述夹持板相对所述定位结构的间隙。其解决了现有电池测试装置难以全面准确的对电池进行测试问题。

Description

电池膨胀测试装置

技术领域

本公开涉及电池检测技术领域，具体地，涉及一种电池膨胀测试装置。

背景技术

目前，锂离子电池在充放电循环过程中存在膨胀问题，一方面，充放电过程中，锂离子的脱出和嵌入都会引起材料产生膨胀或收缩形变，并伴随应力变化；另一方面，随着循环的进行，电芯内部SEI膜的增厚、电化学反应伴随的产气、隔膜溶胀、极限条件下导致的析锂或溶剂化离子共嵌入材料等都会导致极片发生应变及应力的持续变化。膨胀不会短时间内就会凸显变化，而是随着电池全生命周期内的电化学反应而产生累积效应，从而影响电池的循环寿命。此外，电池的膨胀还进一步涉及到模组的设计可靠性和安全性，严重时甚至促使电芯壳体和结构件发生损坏，直接影响到电池的使用安全。

因此，通过开发膨胀测试装置，能够再现电芯充放电过程以及整个生命周期在不同使用工况条件下的膨胀变化，为后续电池的开发设计和使用提供参考和依据。

传统的电池膨胀测试方法为定期取出电池进行单点测量，该方式无法连续地对电池在使用周期内的膨胀趋势进行可视化，且受人为因素或外界环境影响大。

由此，亟需一种新的电池膨胀测试装置，以更加全面准确对电池进行测试。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种电池膨胀测试装置，其解决了现有电池测试装置难以全面准确的对电池进行测试问题。

为了实现上述目的，本公开的第一方面，提供电池膨胀测试装置，包括：

底座；

定位结构，设置于所述底座上；

夹持板，与所述定位结构、所述底座形成容纳电池的容纳空间，所述夹持板可通过驱动件的驱动朝向靠近或远离定位结构的方向移动；

检测组件，设置于所述夹持板处，以用于检测所述夹持板相对所述定位结构的位移量以及所述夹持板与电池之间的夹持力；

调控组件，设置于所述底座上，用于调控所述夹持板相对所述定位结构的间隙。

可选地，所述电池膨胀测试装置还包括相对设置第一固定板和第二固定板，所述第一固定板与所述第二固定板固定至底座上，且在所述第一固定板与所述第二固定板之间设置有导向柱；

所述夹持板设置于所述第一固定板与所述第二固定板之间，且所述导向柱贯穿所述夹持板，以使所述夹持板沿着所述导向柱移动。

可选地，所述调控组件包括限位螺杆和限位块；

所述第一固定板上设置有限位螺孔，所述限位螺杆螺纹连接至所述限位螺孔上，且所述限位螺杆的一端可抵接至所述夹持板上；

所述限位块连接至所述限位螺杆的另一端。

可选地，所述驱动件为气缸，所述气缸的固定至所述底座上，且所述气缸的驱动端贯穿所述第一固定板并朝向所述夹持板设置，以驱动所述夹持板的移动。

可选地，所述气缸与外接气源通过管路连接，且在所述气缸与外界气源之间的管路上设置有调压阀。

可选地，所述检测组件包括位移传感器，所述位移传感器设置于所述夹持板处，以检测所述夹持板相对所述定位结构的位移量。

可选地，所述检测组件包括位移传感器，在所述第一固定板上设置有限位安装孔，所述位移传感器固定至限位安装孔处，且所述位移传感器的感测端朝向所述定位结构的方向设置。

可选地，所述检测组件还包括压力传感器，所述压力传感器设置于所述驱动件的驱动端与所述夹持板之间，以检测夹持板夹持所述电池的夹持力。

可选地，所述检测组件还包括固定件，所述压力传感器固定至所述固定件上；

所述固定件能拆卸地固定至所述夹持板上。

可选地，所述驱动件的驱动端设置有推动件，所述推动件固定贴合至所述压力传感器上。

可选地，所述定位结构包括第二电绝缘板，所述第二电绝缘板固定至所述第二固定板靠近所述夹持板的一面。

可选地，所述夹持板相对所述第二电绝缘板的一面设置有第一电绝缘板。

通过上述技术方案，通过利用夹持板和定位结构形成容纳空间后，并通过检测组件、驱动件和调控组件的设置，在对电池检测时，可将电池放置到容纳空间内，之后利用驱动件和调控组件来控制夹持板夹持电池，可对电池进行恒压力和恒间隙的测试，便于研究人员研究适用于不同体系电池的预紧力、合理的膨胀空间。再而，利用检测组件可实时获取电池压力和厚度的动态变化，实现电池在全生命周期内的膨胀行为监测，可更加准确的得出电池的测试结果。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开实施例提供的电池膨胀测试装置整体结构示意图。

图2是本公开实施例提供的电池膨胀测试装置去除夹持板处等结构后的爆照结构示意图。

图3是本公开实施例提供的电池膨胀测试装置的将夹持板处等结构移出爆炸结构示意图。

附图标记说明

1、底座；2、导向柱；3、气缸；4、第一固定板；5、推动件；6、检测组件；61、压力传感器；62、固定件；63、位移传感器；8、夹持板；9、第一电绝缘板；10、定位结构；11、第二固定板；12、支撑件；13、限位安装孔；14、电池；15、调控组件；151、限位螺杆；152、限位块；16、限位螺孔。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开提供一种电池膨胀测试装置，该电池膨胀测试装置可用于对电池进行测试，以测试出电池在不同环境下的膨胀量以及膨胀力。其中，该电池膨胀测试装置主要是对动力电池测试，该动力电池可以为市面上常见的锂电池、镍金属电池和铅酸电池等，或者软包电池、方形铝壳电池等，也可以是单体电芯或多个电芯。

如图1所示，上述电池膨胀测试装置包括底座1、定位结构10和夹持板8，其中，定位结构10设置于底座1上，而夹持板8也设置于底座1上，且夹持板8与定位结构10、底座1之间形成一个容纳电池14的容纳空间，以将待检测电池14放置到夹持板8于定位结构10之间形成的容纳空间内。另外，上述夹持板8可通过驱动件的驱动朝向靠近或远离定位结构10的方向移动，以使夹持板8夹紧电池14。

结合图2所示，上述电池膨胀测试装置还包括检测组件6和调控组件15，该检测组件6设置于夹持板8处，以用于检测夹持板8相对定位结构10的位移量以及夹持板8与待检测电池14之间的夹持力。而该调控组件15设置于底座1上，用于控制述夹持板8的移动以调控夹持板8的相对定位结构10的间隙。

通过上述结构设置，在对电池14进行测试时，可将电池14放置到定位结构10与夹持板8之间，从而利用驱动件驱动夹持板8的移动以夹紧电池14，之后可使电池14与充放电测试柜连接，以进行测试，在测试时，利用检测组件6实时检测电池14的膨胀量及膨胀力等。

在测试过程中，可分别对电池14进行恒压力测试和恒间隙测试。在进行恒压力测试时，首先利用驱动件驱动夹持板8以一定初始力夹紧电池14，直至夹持板8夹持电池14的力恒定，例如使驱动件以恒定1KN的力去推动夹持板8以使其夹紧电池14。之后使电池14与充放电测试柜连接进行测试，若此过程中电池14膨胀时，电池14膨胀产生的力会大于驱动件给予夹持板8的力，从而推动夹持板8位移，此时可利用检测组件6实时检测此时夹持板8的位移量，以确定测试过程中的位移膨胀量。

在对电池14进行恒间隙测试时，先将电池14设置到夹持板8与定位结构10之间，再利用驱动件驱动夹持板8以一定的初始夹紧力夹持到电池14上，接着利用调控组件15控制夹持板8进一步夹紧到电池14上。之后利用控制驱动件，使驱动件驱动端的推力为零，驱动件的驱动端可自由移动。此时通过控制调控组件15使夹持板8向远离电池14的方向移动，直至利用检测组件6检测到夹持板8的位移距离为0.5-1.5mm，然后可使电池14与充放电测试柜连接进行测试，以利用检测组件6实时检测电池14产生的膨胀力。其中，通过控制调控组件15使夹持板8向远离电池14的方向移动的距离可根据需要进行控制，例如1.4mm，其可根据检测电池的需要进行控制。但是需要说明的是，在恒间隙测试时，其预留间隙一般相对较小，所以利用调控组件15控制夹持板8移动的距离都相对较小。

如此，利用此种结构，可方便的在不同环境下对电池14进行检测，便于帮助研究人员研究适用于不同体系电池14的预紧力、合理的膨胀空间，以延长电池14使用寿命。同时利用检测组件6实时获取电池14压力和厚度的动态变化，实现电池14在全生命周期内的膨胀行为监测，可更加准确的得出电池14的测试结果。再而，此测试装置的夹持板8可灵活控制，便于对不同类型的电池14进行测试。

在一些实施例中，如图1和图3所示，上述电池膨胀测试装置还包括相对设置第一固定板4和第二固定板11，该第一固定板4与第二固定板11固定连接至底座1上，且在第一固定板4与第二固定板11之间固定连接有导向柱2。上述夹持板8设置于第一固定板4与第二固定板11之间，且在夹持板8上设置有与导向柱2相配合的导向孔，导向柱2贯穿夹持板8上的导向孔，以使夹持板8可沿着导向柱2移动。

如此，可使夹持板8相对于导向柱2在第一固定板4与第二固定板11之间进行移动，也避免使夹持板8在移动的过程中位置发生偏移。

在一些实施例中，如图1和图2所示，上述调控组件15包括限位螺杆151和限位块152，其中，在第一固定板4上设置有限位螺孔16，限位螺杆151螺纹连接至限位螺孔16上，且限位螺杆151的一端可抵接至夹持板8上，而限位块152连接至限位螺杆151另一端。

在需要利用该调控组件15调控夹持板8时，可直接通过限位块152控制限位螺杆151的转动，以调控夹持板8的位置。

在此需要说明的是，在上述通过控制调控组件15使夹持板8向远离电池14的方向移动的过程中，由于先利用驱动件驱动夹持板8以一定初始力贴合到电池14上，保证该初始力相对稳定，之后是利用调控组件15驱动夹持板8夹紧到电池14上，即调控该限位螺杆151使夹持板8夹紧到电池14上，然后调控夹持板8时，只需要使夹持板8位移距离为0.5-1.5mm，例如，只需使夹持板8位移距离为1mm，此时只需相对将限位螺杆151调节松一点，即，使限位螺杆151反向旋转一定距离，即可实现夹持板8位移1mm，从而进行后续对电池14的检测。

在一些实施例中，上述驱动件为气缸3，该气缸3的固定连接至底座1上，且气缸3的驱动端贯穿第一固定板4并朝向夹持板8设置，以驱动夹持板8的移动。

利用气缸3的设置，可便于控制夹持板8的移动，且在操控时也比较方便。

在本实施例中，该气缸3与外接气源通过管路连接，且在气缸3与外界气源之间的管路上设置有调压阀。

利用该调压阀的设置，可在进行测试的过程中，根据需要来调节气缸3的压力。例如，在需要和恒定1KN的压力来推动夹持板8时，可通过调压阀进行调控，而在需要使气缸3驱动端的压力为零时，也可通过调压阀进行设置。

需要说明的是，上述驱动件还可以为其他可驱动夹持板8移动的结构，例如液压缸等，本公开对此不作限制。

在一些实施例中，如图1和图2所示，上述检测组件6包括位移传感器63，该位移传感器63设置于夹持板8处，以检测夹持板8相对定位结构10的位移量。

其中，在上述第一固定板4上设置有限位安装孔13，上述位移传感器63固定连接至限位安装孔13处，且该位移传感器63的感测端朝向定位结构10的方向设置。

通过该位移传感器63的设置，并使其安装到夹持板8上后，由于定位结构10是不动的，可以该定位结构10为基准，从而有效的检测出夹持板8的位移量。

进一步的，如图1和图3所示，上述检测组件6还包括压力传感器61，该压力传感器61设置于驱动件的驱动端与夹持板8之间，以检测夹持板8夹持电池14的夹持力。

利用压力传感器61设置于驱动件的驱动端和夹持板8之间后，可利用该压力传感器61检测出驱动件给予夹持板8的力，以及后续检测过程中，电池14膨胀而给予夹持板8的力。

在本实施例中，该检测组件6还包括固定件62，压力传感器61固定安装至固定件62上，而该固定件62可通过螺栓能拆卸地固定至夹持板8上。

利用固定件62的设置，可便于对压力传感器61进行固定，也便于将其安装到夹持板8上，同时在后续检修时也便于将其拆卸下来进行检修。

另外，如图3所示，在上述驱动件的驱动端还固定设置有推动件5，该推动件5为板状的结构，且该推动件5固定贴合至压力传感器61上。

通过此推动件5的设置，便于使驱动件将力平衡的作用于夹持板8上，以使夹持板8各部位受到的力较为均衡，使夹持板8受力更为稳定。

在一些实施例中，如图1所示，上述定位结构10包括第二电绝缘板10，该第二电绝缘板10固定至第二固定板11靠近夹持板8的一面。

另外，在上述夹持板8相对所述第二电绝缘板10的一面固定设置有第一电绝缘板9。

通过上述第一电绝缘板9于第二电绝缘板10的设置，在对电池14测试的过程中，可避免在第二固定板11与夹持板8之间出现漏电的情况。

进一步的，在上述底座1靠近第二固定板11的位置处还固定设置有支撑件12，且该支撑件12固定连接至第二固定板11背离第一固定板4的一面。

利用该支撑件12的设置，可更加稳定的对第二固定板11支撑，进一步避免使第二固定板11在测试过程中出现弯折、断裂等情况。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (12)

1.一种电池膨胀测试装置，其特征在于，包括：

底座；

定位结构，设置于所述底座上；

夹持板，与所述定位结构、所述底座形成容纳电池的容纳空间，所述夹持板可通过驱动件的驱动朝向靠近或远离定位结构的方向移动；

检测组件，设置于所述夹持板处，以用于检测所述夹持板相对所述定位结构的位移量以及所述夹持板与电池之间的夹持力；

调控组件，设置于所述底座上，用于调控所述夹持板相对所述定位结构的间隙。

2.根据权利要求1所述的电池膨胀测试装置，其特征在于，所述电池膨胀测试装置还包括相对设置第一固定板和第二固定板，所述第一固定板与所述第二固定板固定至底座上，且在所述第一固定板与所述第二固定板之间设置有导向柱；

所述夹持板设置于所述第一固定板与所述第二固定板之间，且所述导向柱贯穿所述夹持板，以使所述夹持板沿着所述导向柱移动。

3.根据权利要求2所述的电池膨胀测试装置，其特征在于，所述调控组件包括限位螺杆和限位块；

所述第一固定板上设置有限位螺孔，所述限位螺杆螺纹连接至所述限位螺孔上，且所述限位螺杆的一端可抵接至所述夹持板上；

所述限位块连接至所述限位螺杆的另一端。

4.根据权利要求2所述的电池膨胀测试装置，其特征在于，所述驱动件为气缸，所述气缸的固定至所述底座上，且所述气缸的驱动端贯穿所述第一固定板并朝向所述夹持板设置，以驱动所述夹持板的移动。

5.根据权利要求4所述的电池膨胀测试装置，其特征在于，所述气缸与外接气源通过管路连接，且在所述气缸与外界气源之间的管路上设置有调压阀。

6.根据权利要求1所述的电池膨胀测试装置，其特征在于，所述检测组件包括位移传感器，所述位移传感器设置于所述夹持板处，以检测所述夹持板相对所述定位结构的位移量。

7.根据权利要求2所述的电池膨胀测试装置，其特征在于，所述检测组件包括位移传感器，在所述第一固定板上设置有限位安装孔，所述位移传感器固定至限位安装孔处，且所述位移传感器的感测端朝向所述定位结构的方向设置。

8.根据权利要求1所述的电池膨胀测试装置，其特征在于，所述检测组件还包括压力传感器，所述压力传感器设置于所述驱动件的驱动端与所述夹持板之间，以检测夹持板夹持所述电池的夹持力。

9.根据权利要求8所述的电池膨胀测试装置，其特征在于，所述检测组件还包括固定件，所述压力传感器固定至所述固定件上；

所述固定件能拆卸地固定至所述夹持板上。

10.根据权利要求9所述的电池膨胀测试装置，其特征在于，所述驱动件的驱动端设置有推动件，所述推动件固定贴合至所述压力传感器上。

11.根据权利要求2所述的电池膨胀测试装置，其特征在于，所述定位结构包括第二电绝缘板，所述第二电绝缘板固定至所述第二固定板靠近所述夹持板的一面。

12.根据权利要求11所述的电池膨胀测试装置，其特征在于，所述夹持板相对所述第二电绝缘板的一面设置有第一电绝缘板。

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