CN219810421U - 检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电芯检测技术领域，具体提供一种检测装置。所述检测装置包括第一固定件、位于第一固定件一侧的具有第一容纳腔的第二固定件、获取单元和具有第二容纳腔的感知件；感知件设置成在受力时产生位移，在所述力撤销后感知件恢复至原状态；获取单元用于获取感知件位移的变化；检测时，感知件位于第一容纳腔内，电池卷芯的外侧壁与第二容纳腔的腔壁抵接。本实用新型的检测装置结构简单，能够在电池卷芯充放电的过程中通过获取单元来获取感知件的位移变化，从而根据感知件的位移变化结合感知件的尺寸得到电池卷芯体积变化的数值。

Description

检测装置

技术领域

本实用新型属于电芯检测技术领域，具体提供一种检测装置。

背景技术

锂离子电池在充/放电过程中，Li⁺在负极的嵌入/脱出行为将导致卷芯发生膨胀和收缩，卷芯过度膨胀会发生一系列严重的后果，例如，卷芯失效、集流体与涂层分离、原材料结构破坏、电芯循环性能骤减等。

研究人员已经研发出多种方式对极片/卷芯的膨胀变化进行检测和分析，例如，利用原位光学显微系统观测不同比例石墨/氧化亚硅复合负极嵌锂时的厚度膨胀行为，但是这种检测方式只适用于极片微区观察，不能反映整个卷芯的膨胀变化行为。恒间距/恒压力检测法通常利用两块平行金属板固定电芯两侧距离/压力，测量电芯在充放电过程中压力的变化/厚度的变化，然而采用这两种方法时，金属板以及电池外壳在一定程度上限制了卷芯的膨胀，且只能检测到单一方向上的膨胀程度，不适用于测量圆柱电池卷芯的膨胀变化。

因此，上述所描述的检测方式均具有一定的局限性，不能够直观观察圆柱电池卷芯的膨胀变化过程和获取膨胀体积。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有的检测装置不易观察和检测圆柱电池卷芯的膨胀变化的问题。

本实用新型提供一种检测装置，所述检测装置包括第一固定件、第二固定件、感知件和获取单元，所述第一固定件安装在所述第二固定件的第一端，所述第一固定件上设有用于将正极接线柱与电池卷芯的正极极耳连接的第一连接结构；所述第二固定件内设置有用于容纳所述感知件的第一容纳腔，所述第一容纳腔的开口位于所述第二固定件的第一端的端面上，所述第二固定件上设有用于将负极接线柱与电池卷芯的负极极耳连接的第二连接结构；所述感知件设有能够容纳电池卷芯的第二容纳腔，且所述感知件设置成在受力时产生位移，在所述力撤销后所述感知件恢复至原状态；所述获取单元用于获取所述感知件位移的变化；检测时，所述感知件位于所述第一容纳腔内，所述电池卷芯的外侧壁与第二容纳腔的腔壁抵接。

在上述检测装置的优选技术方案中，所述感知件包括由弹性件卷绕而成的具有多层的圆环柱，且所述圆环柱相邻两层之间均具有间隙，所述圆环柱内部的腔体形成所述第二容纳腔，所述圆环柱在受力时，相邻两层之间的间隙闭合，在所述力撤销后，相邻两层之间恢复所述间隙；检测时，所述圆环柱的外壁与所述第一容纳腔的腔壁抵接。

在上述检测装置的优选技术方案中，所述获取单元包括观察孔，所述观察孔沿所述第一固定件厚度的方向贯穿所述第一固定件，所述圆环柱的每一层均至少有一部分能够通过所述观察孔观测到。

在上述检测装置的优选技术方案中，所述第二固定件包括容纳件和端盖板，所述第一固定件安装在所述容纳件的第一端，所述端盖板安装在所述容纳件的第二端，所述第一容纳腔设在所述容纳件内，所述第一容纳腔的两侧分别具有第一开口和第二开口，所述第一开口位于所述容纳件的第一端的端面上，所述第二开口位于所述容纳件的第二端的端面上。

在上述检测装置的优选技术方案中，所述第一连接结构包括设在所述第一固定件内的第一插孔，所述第一插孔的一端开口位于所述第一固定件的第一端的端面上或位于所述第一固定件的侧壁上，所述第一插孔的另一端开口与所述第一容纳腔连通并位于所述电池卷芯的正极极耳的正外侧或者所述第一插孔的另一端设置有第一金属连接件且所述第一金属连接件的一端与所述电池卷芯的正极极耳连接；并且/或者所述第二连接结构包括设在所述第二固定件内的第二插孔，所述第二插孔的一端开口位于所述第二固定件的第二端的端面上或位于所述第二固定件的侧壁上，所述第二插孔的另一端开口与所述第一容纳腔连通并位于所述电池卷芯的负极极耳的正外侧或者所述第二插孔的另一端设置有第二金属连接件且所述第二金属连接件的一端与所述电池卷芯的负极极耳连接。

在上述检测装置的优选技术方案中，所述第一固定件可拆卸安装在所述容纳件的第一端；并且/或者所述端盖板可拆卸安装在所述容纳件的第二端。

在上述检测装置的优选技术方案中，所述检测装置还包括第一密封圈，所述第二固定件的第一端设有第一容纳槽，所述第一密封圈位于所述第一容纳槽内并与所述第一固定件抵接，以将所述第一固定件与所述第二固定件之间的连接缝隙密封；并且/或者所述检测装置还包括第二密封圈，所述容纳件的第二端设有第二容纳槽，所述第二密封圈位于所述第二容纳槽内并与所述端盖板抵接，以将所述端盖板与所述容纳件之间的连接缝隙密封。

在上述检测装置的优选技术方案中，所述检测装置还包括透明的观察视窗，所述观察视窗安装在所述观察孔内。

在上述检测装置的优选技术方案中，所述检测装置还包括位于所述观察孔内的第三密封圈和压紧环，所述观察孔内设有环形定位台阶，所述第三密封圈位于所述观察视窗与所述环形定位台阶之间，以将所述观察视窗与所述环形定位台阶之间的连接缝隙密封，所述压紧环可拆卸安装在所述观察视窗的一侧并将所述观察视窗压紧在所述第三密封圈和所述压紧环之间。

在上述检测装置的优选技术方案中，所述圆环柱由金属制成；并且/或者所述圆环柱相邻两层之间的间隙的宽度相同。

在上述检测装置的优选技术方案中，所述圆环柱每层的厚度在5μm～2mm之间；并且/或者所述圆环柱相邻两层之间间隙的宽度在5μm～2mm之间。

在采用上述技术方案的情况下，本实用新型的检测装置在电池卷芯充放电的过程中，可以通过获取单元来获取感知件的位移变化，根据所获取的感知件的位移变化结合感知件的标准尺寸参数来确定电池卷芯的体积变化，从而能够得到电池卷芯在充放电过程中的体积变化值；本实用新型的检测装置结构简单，方便组装使用，并且可以准确地计算电池卷芯在充放电过程中体积变化的数值。

进一步地，感知件设置为卷绕而成的具有多层的圆环柱，且圆环柱相邻两层之间均具有间隙，这样的设置方式，结构简单，方便生产制备，此外，直接根据圆环柱的层与层之间的间隙的宽度以及圆环柱每层的厚度来计算电池卷芯在充放电过程中体积变化的数值的方式，计算简单且真实的反应了电池卷芯体积的变化。

又进一步地，将获取单元设置为贯穿第一固定件的观察孔，并且圆环柱的每一层均至少有一部分能够通过所述观察孔观测到，这样的设置方式，结构简单，且能够通过观察孔直观地观察圆环柱的体积变化过程，进而便于对电池卷芯的体积变化进行监测与分析。

又进一步地，通过将第二固定件设置为容纳件和端盖板，这样的设置方式，将第二固定件分为两个结构件进行生产制备，降低了生产难度。

又进一步地，将第一连接结构设置为第一插孔，以便于正极接线柱插接在第一插孔内并与电池卷芯的正极极耳连接，将第二连接结构设置为第二插孔，以便于负极接线柱插接在第二插孔内并与电池卷芯的负极极耳连接，这样的设置方式，结构简单，方便生产制备。

又进一步地，第一固定件与第二固定件可拆卸的连接，进而可以将第一固定件卸下从而安装新的电池卷芯，便于检测不同的电池卷芯。

又进一步地，通过设置第一密封圈和第二密封圈，提高了第一容纳腔的密封性。

又进一步地，在观察孔内安装观察视窗，能够将观察孔封闭，从而防止电池卷芯在充放电过程中，电解液通过观察孔挥发，保持电池卷芯的稳定性。

又进一步地，通过设置第三密封圈，能够提高密封效果，设置压紧环则可以将观察视窗锁紧，进一步提高密封性。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：

图1是本实用新型的检测装置的实施例一的分解结构示意图；

图2是本实用新型的检测装置的实施例一的立体结构示意图；

图3是本实用新型的检测装置的实施例一的主剖视图；

图4是本实用新型的检测装置的实施例一的侧剖视图；

图5是本实用新型的感知件的结构示意图；

图6是图5中A处的放大结构示意图；

图7是本实用新型的检测装置的实施例二的主剖视图；

图8是本实用新型的检测装置的实施例二的侧剖视图；

图9是本实用新型的检测装置的实施例三的主剖视图；

图10是本实用新型的检测装置的实施例三的侧剖视图。

附图标记列表：

1、第一固定件；12、第一连接结构；13、第一金属连接件；

2、第二固定件；201、第一容纳腔；202、第二连接结构；203、第二金属连接件；204、第一容纳槽；205、第二容纳槽；21、容纳件；22、端盖板；

3、感知件；31、间隙；32、第二容纳腔；

4、电池卷芯；5、第一密封圈；6、第二密封圈；7、观察视窗；8、第三密封圈；9、压紧环；

10、获取单元；

101、正极接线柱；102、负极接线柱。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上方”、“下方”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接连接，也可以是通过其他件间接连接。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

具体地，如图1和图2所示，本实用新型的用于电池卷芯4的检测装置包括第一固定件1、第二固定件2、感知件3和获取单元10。

参见图3和图4，第一固定件1安装在第二固定件2的第一端，第二固定件2内设有用于容纳感知件3的第一容纳腔201，感知件3安装在第一容纳腔201内，第一容纳腔201的开口位于第二固定件2的第一端的端面上，便于将感知件3由该开口安装到第一容纳腔201内。

本实施方式中，第一固定件1可拆卸的安装在所述第二固定件的第一端(如：通过螺纹/螺钉连接、插接等)，参见图1所示，采用此种方式，可以随时将第一固定件1和第二固定件2分离，便于检测时对电池卷芯4的安装，提高了电池卷芯4检测时的便捷性。

在其他实施方式中，第一固定件1也可以固定安装在第二固定件2的第一端，本领域技术人员可以根据实际需求选择第一固定件1和第二固定件2的连接方式，因此，第一固定件1与第二固定件2可拆卸的连接不应作为对本实用新型技术方案的限定。

参见图1和图3，本实施方式中，检测装置还包括第一密封圈5，第二固定件2的第一端设有第一容纳槽204，第一密封圈5位于第一容纳槽204内，且第一密封圈5与第一固定件1抵接，以将第一固定件1与第二固定件2之间的连接缝隙密封，即保证第一固定件1和第二固定件2连接处的密封性。

如图4所示，第一固定件1上设有第一连接结构12，第一连接结构12能够将电池卷芯4的正极极耳与正极接线柱101接通。

参见图9和图10，本实施方式中，第一连接结构12可以包括设在第一固定件1内的第一插孔，第一插孔的一端开口位于第一固定件1的第一端的端面上；第一插孔的另一端开口与第一容纳腔201连通，并位于电池卷芯4的正极极耳的正外侧。正极接线柱101能够插入到第一插孔内并与电池卷芯4的正极极耳抵接。正极接线柱101为充放电设备(电化学工作站)的正极连接头，用于连接电池卷芯4的正极极耳和充放电设备的正极。

在另一实施方式中，如图8所示，第一连接结构12可以包括设在第一固定件1内的第一插孔，第一插孔的一端开口位于第一固定件1的侧壁上，第一插孔的另一端设置有第一金属连接件13，且第一金属连接件13的一端与电池卷芯4的正极极耳连接。正极接线柱101能够插入到第一插孔内并与第一金属连接件13抵接，从而与电池卷芯4的正极极耳接通。

在又一实施方式中，第一连接结构12可以包括安装在第一固定件1内的第一金属接线柱，第一金属接线柱的一端位于第一容纳腔201内，并与电池卷芯4的正极极耳连接，第一金属接线柱的另一端位于第一固定件1的外侧，并与正极接线柱101连接。

需要说明的是，本实用新型的技术方案不对第一连接结构12的具体结构作任何限制，只要第一连接结构12能够将正极接线柱101与电池卷芯4的正极极耳电连接即可。实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自行设置第一连接结构12的具体结构。因此，上述实施方式中第一连接结构12的具体实现方式不应作为对本实用新型技术方案的限定。

本实施方式中，如图1和图2所示，第二固定件2包括容纳件21和端盖板22，端盖板22可拆卸的安装在容纳件21的第二端。

具体地，第一固定件1安装在容纳件21的第一端，端盖板22可拆卸的安装在容纳件21的第二端，第一容纳腔201设在容纳件21内，第一容纳腔201的两侧分别具有第一开口和第二开口，第一开口位于容纳件21的第一端的端面上，第二开口位于容纳件21的第二端的端面上。

本实施方式中，第二固定件2包括容纳件21和端盖板22，采用分体式的结构有利于实际的制造，在一定程度上降低了制造难度。容纳件21和端盖板22可拆卸(如：通过螺纹/螺钉连接、插接等)的连接则对电池卷芯4的检测提供了更大的便捷度。

在另一实施方式中，第二固定件2也可以为具有空腔的壳体。

在又一实施方式中，第二固定件2也可以包括安装环柱和安装在安装环柱一端的端盖。

需要说明的是，本实用新型的技术方案不对第二固定件2的具体结构作任何限制，只要第二固定件2内设有第一容纳腔201，能够安装感知件3，第二固定件2上设有能够与负极接线柱102进行连接的第二连接结构202即可。实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自行设置第二固定件2的具体结构。因此，上述实施方式中第二固定件2的具体实现方式不应作为对本实用新型技术方案的限定。

另外，当第二固定件2采用容纳件21和端盖板22的结构时，端盖板22与容纳件21可以可拆卸的连接，也可以固定连接，本领域技术人员可以根据实际需求确定二者的连接方式，因此，端盖板22和容纳件21可拆卸的连接不应作为对本实用新型技术方案的限定。

参见图4，本实施方式中，检测装置还包括第二密封圈6，容纳件21的第二端设有第二容纳槽205，第二密封圈6位于第二容纳槽205内，且第二密封圈6与端盖板22抵接，以将端盖板22与容纳件21之间的连接缝隙密封。

本实施方式中，第二固定件2上设有第二连接结构202，第二连接结构202能够将电池卷芯4的负极极耳与负极接线柱102接通，负极接线柱102为充放电设备(电化学工作站)的负极连接头，用于连接电池卷芯4的负极极耳和充放电设备的负极。

参见图9和图10，本实施方式中，第二连接结构202可以包括设在第二固定件2内的第二插孔，第二插孔的一端开口位于第二固定件2的第二端的端面上，第二插孔的另一端开口与第一容纳腔201连通，并位于电池卷芯4的负极极耳的正外侧。负极接线柱102能够插入到第二插孔内并与电池卷芯4的负极极耳抵接。

在另一实施方式中，如图8所示，第二连接结构202可以包括设在第二固定件2内的第二插孔，第二插孔的一端开口位于第二固定件2的侧壁上，第二插孔的另一端设置有第二金属连接件203，且第二金属连接件203的一端与电池卷芯4的负极极耳连接。负极接线柱102能够插入到第二插孔内并与第二金属连接件203抵接，从而与电池卷芯4的负极极耳接通。

在又一实施方式中，第二连接结构202可以包括安装在第二固定件2内的第二金属接线柱，第二金属接线柱的一端位于第一容纳腔201内，并与电池卷芯4的负极极耳连接，第二金属接线柱的另一端位于第二固定件2的外侧，并与负极接线柱102连接。

需要说明的是，本实用新型的技术方案也不对第二连接结构202的具体结构作任何限制，只要第二连接结构202能够将负极接线柱102与电池卷芯4的负极极耳电连接即可。实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自行设置第二连接结构202的具体结构。因此，上述实施方式中第二连接结构202的具体实现方式不应作为对本实用新型技术方案的限定。

本实施方式中，检测装置还包括第二密封圈6，容纳件21的第二端设有第二容纳槽205，第二密封圈6位于第二容纳槽205内，且第二密封圈6与端盖板22抵接，以将端盖板22与容纳件21之间的连接缝隙密封。即保证容纳件21和端盖板22连接处的密封性。

本实施方式中，第一固定件1和端盖板22使用金属材料制成，容纳件21使用绝缘材料制成。第一固定件1和端盖板22采用金属材料，容纳件21采用绝缘材料，可以使第一固定件1和端盖板22分别作为正极集流盘和负极集流盘使用，保证电池卷芯4可以顺利地与正极接线柱101和负极接线柱102连接。

需要说明的是，本实用新型的技术方案不对第一固定件1、容纳件21和端盖板22的材料作任何限制，只要第一固定件1和端盖板22不会直接连通导电造成短路即可。实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自行选择第一固定件1、容纳件21和端盖板22的材料；如：第一固定件1、容纳件21以及端盖板22均采用绝缘材料。因此，第一固定件1、容纳件21、以及端盖板22的材料不应作为对本实用新型技术方案的限定。

本实施方式中，感知件3设有能够容纳电池卷芯4的第二容纳腔32，感知件3设置成在受力时发生位移，在所述力撤销后感知件3恢复至原状态。检测时，感知件3位于第一容纳腔201内，电池卷芯4的外侧壁与第二容纳腔32的腔壁抵接。

电池卷芯4充电时，其发生膨胀从而向外挤压感知件3，感知件3发生位移，获取单元10获取感知件3的位移变化根据该位移变化来判断电池卷芯4在充电过程中的体积变化；电池卷芯4放电时，其状态与充电相反，感知件3的受力撤销，其发生位移并恢复至原状态。

如图4至图6所示，本实施方式中，感知件3包括由弹性件卷绕而成的具有多层的圆环柱，圆环柱相邻两层之间均具有间隙31，圆环柱内部的腔体形成第二容纳腔32，圆环柱在受力时，相邻两层之间的间隙31闭合，在所述力撤销后，相邻两层之间恢复所述间隙31，检测时，圆环柱的外壁与第一容纳腔201的腔壁抵接。

电池卷芯4膨胀时挤压圆环柱最内的一层，从而使内层向外移动，间隙31闭合，此过程中可以通过观察间隙31的变化来判断电池卷芯4的体积变化，并可以根据间隙31的宽度、个数和圆环柱的层厚来计算电池卷芯4的体积变化值；或者可以根据圆环柱的内径、间隙31的宽度和个数来计算电池卷芯4的体积变化值，再或者可以对闭合的间隙的体积进行叠加来获得电池卷芯4的体积变化值。

本实施方式中，圆环柱可以由金属制成，金属具备良好的延展性和弹性，方便进行加工。如，可以将316L不锈钢通过慢走丝切割的方式加工制得具有多层的圆环柱。

本实施方式中，圆环柱相邻两层之间的间隙31的宽度可以相同。间隙31的宽度可以在5μm至2mm之间，如可以为1mm。相邻两层之间间隙31为相同的宽度，便于加工。

本实施方式中，圆环柱每层的厚度可以在5μm至2mm之间，如可以为1mm。

本实施方式中，本领域技术人员可以根据实际需求确定圆环柱每层的厚度、间隙31的宽度以及圆环柱的层数(如根据间隙31的宽度、圆环柱每层的厚度及电池卷芯4的外侧壁到第一容纳腔201的腔壁之间的距离来定)，因此，具体将间隙的宽度、圆环柱每层的厚度设置在何范围，圆环柱具有多少层不应作为对本实用新型技术方案的限定。

在另一实施方式中，感知件3可以包括圆环柱、弹性连接件和多个弧形板，多个弧形板分别通过弹性连接件安装在圆环柱的内部，多个弧形板沿圆周分布且弧形板和弧形板之间的区域围绕形成第二容纳腔，弧形板受力时能够沿其径向方向朝向圆环柱移动，在所述力撤销后弹性连接件带动弧形板恢复至原位。检测时，圆环柱的外侧壁与第一容纳腔201的腔壁抵接，电池卷芯4的外侧壁与弧形板抵接。采用此种结构的感知件3可以独立于第二固定件2，在实际制造检测装置的过程中，可以在一定程度上降低检测装置的制造复杂度，另外，感知件3独立于第二固定件2，使得感知件3除了可以与第二固定件2匹配外，还可以与其他的部件匹配以检测待测物体的变化，因此，也提高了感知件3的普适度。

在又一实施方式中，感知件3也可以包括多个弹簧，多个弹簧沿周向均匀分布，弹簧的一端与第一容纳腔201的腔壁连接，弹簧的另一端沿径向方向朝向圆心延伸，多个弹簧及其之间围绕形成第二容纳腔32，检测时，电池卷芯4的外侧壁与弹簧的另一端抵接。

本实施方式中，感知件3包括由弹性件卷绕而成的具有多层的圆环柱，当电池卷芯4充电时，电池卷芯4膨胀从而向外挤压圆环柱，圆环柱受力向外移动，间隙31闭合，通过观察间隙31的变化情况可以直观地了解到电池卷芯4的体积变化，并且可以通过间隙31的宽度以及圆环柱每层的内径或者外径来计算电池卷芯4的体积变化值。采用观察感知件3的间隙变化进而获取电池卷芯4的体积变化的方式直观、简单且可真实的反映电池卷芯4的体积。

需要说明的是，感知件3的实现方式可以由本领域技术人员根据其实际需求进行设置，只要通过感知件3可以直观且准确的知晓电池卷芯4在充/放电时体积的变化即可。因此，感知件3包括由弹性件卷绕而成的具有多层的圆环柱，不应作为对本实用新型技术方案的限定。

本实施方式中，获取单元10包括观察孔，观察孔沿第一固定件1厚度的方向贯穿第一固定件1，圆环柱的每一层均至少有一部分能够通过观察孔观测到，以便在电池卷芯4充放电的过程中能够通过观察孔观察多个间隙31的变化，从而确定电池卷芯4的体积变化。观察孔可以是圆形孔、方形孔、矩形孔等。

获取单元10包括观察孔，利于光线通过该观察孔入射至第一容纳腔201，从而便于使用显微镜来观察感知件3在电池卷芯4充放电过程中间隙的变化，或者便于利用CCD相机或CMOS传感器来记录在不同时间和倍率条件下，因电池卷芯4膨胀而引起的感知件3的变化过程，进而根据获取到的感知件3的间隙闭合的个数和圆环柱的层厚来确定电池卷芯4在充放电过程中体积的变化。

参见图1和图3，本实施方式中，检测装置还包括安装在观察孔内的透明的观察视窗7。设置透明的观察视窗7，可以封闭观察孔，使得第一容纳腔201内保持封闭的环境，进而防止电池卷芯4在充放电的过程中电解液通过观察孔挥发，同时，透明的观察窗7也便于观察感知件3的变化过程，进而可以知晓电池卷芯4的体积变化。本实施方式中，观察视窗7可以由光学玻璃、蓝宝石或石英制成。

继续参见图1和图3，本实施方式的检测装置还包括位于观察孔内的第三密封圈8和压紧环9，观察孔内设有环形定位台阶，第三密封圈8位于观察视窗7与环形定位台阶之间，以将观察视窗7与环形定位台阶之间的连接缝隙密封，压紧环9可拆卸安装在观察视窗7的一侧，压紧环9将观察视窗7压紧在第三密封圈8和压紧环9之间。即通过第三密封圈8在一定程度上提高观察孔和观察视窗7之间的密封性，通过压紧环9进一步的提高观察视窗7和观察孔之间的密封性。

在另一实施方式中，若感知件3包括圆环柱、弹性连接件和多个弧形板，则观察孔的设置需保证电池卷芯4充放电过程中能够通过该观察孔观察到弧形板的位移量，从而确定电池卷芯4的体积变化。

在又一实施方式中，若感知件3包括多个弹簧，则获取单元10可以包括红外测距仪，红外测距仪可以安装在第一容纳腔201的腔壁上，以检测第一容纳腔201的腔壁到电池卷芯4的距离。

需要说明的是，获取单元10的实现方式与感知件3的实现方式关联，本领域技术人员可以根据实际需求来选择感知件3的实现方式进而确定获取单元10的实现方式。只要通过感知件3可以获取电池卷芯4体积的变化通过获取单元10能够观察到该体积变化进而确定电池卷芯4的体积变化数值即可。因此，感知件3包括由弹性件卷绕而成的具有多层的圆环柱，获取单元10包括观察孔不应作为对本实用新型技术方案的限定。

综上，本实施方式的检测装置包括第一固定件1、第二固定件2、感知件3和获取单元10，采用此方式的检测装置结构简单，且易于知晓电池卷芯4的体积变化。

以下对采用本实施方式的检测装置检测电池卷芯4充放电时电池体积变化的过程进行简单描述。

1、将浸泡过电解液的电池卷芯4安装在感知件3的第二容纳腔32内，并使电池卷芯4的外壁与第二容纳腔32的腔壁相抵接。

2、将套设有电池卷芯4的感知件3安装到第二固定件2的第一容纳腔201内，并使感知件3的外壁与第一容纳腔201的腔壁相抵接。

3、将第一固定件1安装到第二固定件2的顶部，并将第一容纳腔201密封。

4、将第一连接结构12和第二连接结构202分别与电化学工作站的正极接线柱101和负极接线柱102连接，在特定的条件下(0.5C、1C或2C)对电池卷芯4进行充放电循环测试。

5、通过获取单元10来获取感知件3的位移变化。示例性地，使用体式显微镜通过观察孔与观察视窗7观察在充放电过程中圆环柱的不同层之间的间隙31的变化，同时可以利用CCD相机和CMOS传感器记录圆环柱的间隙31动态变化过程以便于进行分析。

6、最后根据步骤5所获取到的数据结合感知件3的尺寸参数来计算电池卷芯4体积的变化值。

下面结合三个具体的实施例来详细地介绍本实用新型的用于检测电池卷芯4的体积变化的检测装置。

实施例一

如图1至图6所示，本实施例的检测装置包括第一固定件1、第二固定件2、感知件3、第一密封圈5、第二密封圈6、第三密封圈8、观察视窗7、压紧环9和获取单元10。在本实施例中，第一固定件1位于第二固定件2的上方。

其中，第二固定件2包括容纳件21和端盖板22，容纳件21内设有第一容纳腔201，感知件3位于第一容纳腔201内，第一容纳腔201的顶部开口位于容纳件21的顶面上，第一容纳腔201的底部开口位于容纳件21的底面上，第一固定件1通过螺钉安装在容纳件21的顶部，端盖板22通过螺钉安装在容纳件21的底部，且第一固定件1和端盖板22分别将第一容纳腔201的两端开口封闭。

容纳件21的顶面上设有第一容纳槽204，第一密封圈5位于第一容纳槽204内，第一密封圈5的顶端与第一固定件1的底面抵接，从而使第一密封圈5将第一固定件1与容纳件21之间的连接缝隙密封。

容纳件21的底面上设有第二容纳槽205，第二密封圈6位于第二容纳槽205内，第二密封圈6的底端与端盖板22的顶面抵接，从而使第二密封圈6将端盖板22与容纳件21之间的连接缝隙密封。

感知件3包括由弹性件卷绕而成的具有多层的圆环柱，且圆环柱相邻两层之间均具有间隙31，圆环柱内部的腔体形成第二容纳腔32，第二容纳腔32用于安装电池卷芯4，圆环柱在受力时，相邻两层之间的间隙31闭合，在所述力撤销后，相邻两层之间恢复间隙31。其中，圆环柱为316L不锈钢通过慢走丝切割的方式加工制得，圆环柱相邻两层之间的间隙31的宽度均为5μm，圆环柱每层的厚度为5μm。

第一固定件1和端盖板22由金属制成，容纳件21由塑料制成。

第一固定件1上设有第一连接结构12，第一连接结构12能够将电池卷芯4的正极极耳与正极接线柱101接通，第一连接结构12包括设在第一固定件1内的第一插孔，第一插孔的一端开口位于第一固定件1的侧壁上。正极接线柱101插接在第一插孔内，直接通过第一固定件1与电池卷芯4的正极极耳电连接。

端盖板22上设置有第二连接结构202，第二连接结构202能够将电池卷芯4的负极极耳与负极接线柱102接通，第二连接结构202为设在端盖板22内的第二插孔，第二插孔的一端开口位于端盖板22的侧壁上。负极接线柱102插接在第二插孔内，直接通过端盖板22与电池卷芯4的负极极耳电连接。

获取单元10包括观察孔，观察孔沿第一固定件1的厚度方向贯穿第一固定件1，以便于通过观察孔向第一容纳腔201内通入光线，使用显微镜通过观察孔来观察圆环柱在电池卷芯4充放电过程中体积的变化，或者是采用CCD相机或CMOS传感器来记录电池卷芯4在不同时间和倍率条件下充放电过程中的圆环柱的变化过程，从而判断电池卷芯4充放电过程中的体积变化。

观察孔为圆形孔，观察孔内设有环形定位台阶，观察视窗7位于环形定位台阶的上方，第三密封圈8位于环形定位台阶和观察视窗7之间，压紧环9螺纹安装在观察孔内，并将观察视窗7和第三密封圈8压紧在环形定位台阶上，从而将观察孔密封。

在检测时，电池卷芯4的正极极耳与第一固定件1的底面抵接；电池卷芯4的负极极耳与端盖板22的顶面抵接；电池卷芯4的外壁与第二容纳腔32的腔壁抵接，圆环柱的外侧壁与第一容纳腔201的腔壁抵接；观察孔位于圆环柱的上方，并且圆环柱的每一层均至少有一部分能够通过观察孔观测到，以便在电池卷芯4充放电过程中可以通过观察间隙31的变化来判断电池卷芯4的体积变化，并可以根据间隙31的宽度、个数和圆环柱的层厚来计算电池卷芯4的体积变化值；或者可以根据圆环柱的内径、间隙31的宽度和个数来计算电池卷芯4的体积变化值，再或者可以对闭合的间隙的体积进行叠加来获得电池卷芯4的体积变化值。

实施例二

如图5至图8所示，本实施例的检测装置包括第一固定件1、第二固定件2、感知件3、第一密封圈5、第二密封圈6、第三密封圈8、观察视窗7、压紧环9和获取单元10。在本实施例中，第一固定件1位于第二固定件2的上方。

其中，第二固定件2包括容纳件21和端盖板22，容纳件21内设有第一容纳腔201，感知件3位于第一容纳腔201内，第一容纳腔201的顶部开口位于容纳件21的顶面上，第一容纳腔201的底部开口位于容纳件21的底面上，第一固定件1螺纹连接在容纳件21的顶部，端盖板22螺纹连接在容纳件21的底部，且第一固定件1和端盖板22分别将第一容纳腔201的两端开口封闭。

容纳件21的顶面上设有第一容纳槽204，第一密封圈5位于第一容纳槽204内，第一密封圈5的顶端与第一固定件1的底面抵接，从而使第一密封圈5将第一固定件1与容纳件21之间的连接缝隙密封。

容纳件21的底面上设有第二容纳槽205，第二密封圈6位于第二容纳槽205内，第二密封圈6的底端与端盖板22的顶面抵接，从而使第二密封圈6将端盖板22与容纳件21之间的连接缝隙密封。

感知件3包括由弹性件卷绕而成的具有多层的圆环柱，且圆环柱相邻两层之间均具有间隙31，圆环柱内部的腔体形成第二容纳腔32，第二容纳腔32用于安装电池卷芯4，圆环柱在受力时，相邻两层之间的间隙31闭合，在所述力撤销后，相邻两层之间恢复间隙31。其中，圆环柱为316L不锈钢通过慢走丝切割的方式加工制得，圆环柱相邻两层之间的间隙31的宽度为1mm，圆环柱每层的厚度为10μm。

第一固定件1、容纳件21和端盖板22均由塑料制成。

第一固定件1上设有第一连接结构12，第一连接结构12能够将电池卷芯4的正极极耳与正极接线柱101接通，第一连接结构12包括设在第一固定件1内的第一插孔，第一插孔的一端开口位于第一固定件1的侧壁上，第一插孔的另一端开口位于第一固定件1的底面上，第一插孔的另一端设置有第一金属连接件13，且第一金属连接件13的一端与电池卷芯4的正极极耳连接。正极接线柱101插设在第一插孔内并通过第一金属连接件13与电池卷芯4的正极极耳电连接。

端盖板22上设置有第二连接结构202，第二连接结构202能够将电池卷芯4的负极极耳与负极接线柱102接通，第二连接结构202包括设在第二固定件2内的第二插孔，第二插孔的一端开口位于端盖板22的侧壁上，第二插孔的另一端开口位于端盖板22的顶面上，第二插孔的另一端设置有第二金属连接件203，且第二金属连接件203的一端与电池卷芯4的负极极耳连接。负极接线柱102插设在第二插孔内并通过第二金属连接件203与电池卷芯4的负极极耳电连接。

获取单元10包括观察孔，观察孔沿第一固定件1的厚度方向贯穿第一固定件1，以便于通过观察孔向第一容纳腔201内通入光线，使用显微镜通过观察孔来观察圆环柱在电池卷芯4充放电过程中体积的变化，或者是采用CCD相机或CMOS传感器来记录电池卷芯4在不同时间和倍率条件下充放电过程中的圆环柱的变化过程，从而判断电池卷芯4充放电过程中的体积变化。

观察孔为圆形孔，观察孔内设有环形定位台阶，观察视窗7位于环形定位台阶的上方，第三密封圈8位于环形定位台阶和观察视窗7之间，压紧环9螺纹安装在观察孔内，并将观察视窗7和第三密封圈8压紧在环形定位台阶上，从而将观察孔密封。

在检测时，电池卷芯4的正极极耳与第一固定件1的底面抵接；电池卷芯4的负极极耳与端盖板22的顶面抵接；电池卷芯4的外壁与第二容纳腔32的腔壁抵接，圆环柱的外侧壁与第一容纳腔201的腔壁抵接；观察孔位于圆环柱的上方，并且圆环柱的每一层均至少有一部分能够通过观察孔观测到，以便在电池卷芯4充放电过程中，可以通过观察间隙31的变化来判断电池卷芯4的体积变化，并可以根据间隙31的宽度、个数和圆环柱的层厚来计算电池卷芯4的体积变化值；或者可以根据圆环柱的内径、间隙31的宽度和个数来计算电池卷芯4的体积变化值，再或者可以对闭合的间隙的体积进行叠加来获得电池卷芯4的体积变化值。

实施例三

如图9和图10所示，本实施例的检测装置包括第一固定件1、第二固定件2、感知件3、第一密封圈5、第三密封圈8、观察视窗7、压紧环9和获取单元10。在本实施例中，第一固定件1位于第二固定件2的上方。

其中，第二固定件2内设有第一容纳腔201，感知件3位于第一容纳腔201内，第一容纳腔201的开口位于第二固定件2的顶面上，第一固定件1通过螺钉安装在第二固定件2的顶部，且第一固定件1将第一容纳腔201的开口封闭。

第二固定件2的顶面上设有第一容纳槽204，第一密封圈5位于第一容纳槽204内，第一密封圈5的顶端与第一固定件1的底面抵接，从而使第一密封圈5将第一固定件1与第二固定件2之间的连接缝隙密封。

如图5和图6所示，感知件3包括由弹性件卷绕而成的具有多层的圆环柱，且圆环柱相邻两层之间均具有间隙31，圆环柱内部的腔体形成第二容纳腔32，第二容纳腔32用于安装电池卷芯4，圆环柱在受力时，相邻两层之间的间隙31闭合，在所述力撤销后，相邻两层之间恢复间隙31。其中，圆环柱为316L不锈钢通过慢走丝切割的方式加工制得，圆环柱相邻两层之间的间隙31的宽度均为200μm，圆环柱每层的厚度为20μm。

第一固定件1和第二固定件2由塑料制成。

第一固定件1上设有第一连接结构12，第一连接结构12能够将电池卷芯4的正极极耳与正极接线柱101接通，第一连接结构12包括设在第一固定件1内的第一插孔，第一插孔的一端开口位于第一固定件1的顶面上，第一插孔的另一端开口位于第一固定件1的底面上，并位于电池卷芯4的正上方。正极接线柱101插接在第一插孔内，并穿过第一插孔的另一端开口与电池卷芯4的正极极耳连接。

第二固定件2上设置有第二连接结构202，第二连接结构202能够将电池卷芯4的负极极耳与负极接线柱102接通，第二连接结构202包括设在第二固定件2内的第二插孔，第二插孔的一端开口位于第二固定件2的底面上，第二插孔的另一端开口与第一容纳腔201连通，并位于电池卷芯4的正下方。负极接线柱102插接在第二插孔内，并穿过第二插孔的另一端开口与电池卷芯4的负极极耳连接。

获取单元10包括观察孔，观察孔沿第一固定件1的厚度方向贯穿第一固定件1，以便于通过观察孔向第一容纳腔201内通入光线，使用显微镜通过观察孔来观察圆环柱在电池卷芯4充放电过程中体积的变化，或者是采用CCD相机或CMOS传感器来记录电池卷芯4在不同时间和倍率条件下充放电过程中的圆环柱的变化过程，从而判断电池卷芯4充放电过程中的体积变化。

观察孔为圆形孔，观察孔内设有环形定位台阶，观察视窗7位于环形定位台阶的上方，第三密封圈8位于环形定位台阶和观察视窗7之间，压紧环9螺纹安装在观察孔内，并将观察视窗7和第三密封圈8压紧在环形定位台阶上，从而将观察孔密封。

在检测时，电池卷芯4的正极极耳与第一固定件1的底面抵接；电池卷芯4的负极极耳与第一容纳腔201的底部腔壁抵接；电池卷芯4的外壁与第二容纳腔32的腔壁抵接，圆环柱的外侧壁与第一容纳腔201的腔壁抵接；观察孔位于圆环柱的上方，并且圆环柱的每一层均至少有一部分能够通过观察孔观测到，以便在电池卷芯4充放电过程中，可以通过观察间隙31的变化来判断电池卷芯4的体积变化，并可以根据间隙31的宽度、个数和圆环柱的层厚来计算电池卷芯4的体积变化值；或者可以根据圆环柱的内径、间隙31的宽度和个数来计算电池卷芯4的体积变化值，再或者可以对闭合的间隙的体积进行叠加来获得电池卷芯4的体积变化值。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测装置，其特征在于，包括第一固定件、第二固定件、感知件和获取单元，

所述第一固定件安装在所述第二固定件的第一端，所述第一固定件上设有用于将正极接线柱与电池卷芯的正极极耳连接的第一连接结构；

所述第二固定件内设有用于容纳所述感知件的第一容纳腔，所述第一容纳腔的开口位于所述第二固定件的第一端的端面上，所述第二固定件上设有用于将负极接线柱与电池卷芯的负极极耳连接的第二连接结构；

所述感知件设有能够容纳电池卷芯的第二容纳腔，且所述感知件设置成在受力时产生位移，在所述力撤销后所述感知件恢复至原状态；

所述获取单元用于获取所述感知件位移的变化；

检测时，所述感知件位于所述第一容纳腔内，所述电池卷芯的外侧壁与第二容纳腔的腔壁抵接。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述感知件包括由弹性件卷绕而成的具有多层的圆环柱，且所述圆环柱相邻两层之间均具有间隙，所述圆环柱内部的腔体形成所述第二容纳腔，所述圆环柱在受力时，相邻两层之间的间隙闭合，在所述力撤销后，相邻两层之间恢复所述间隙；

检测时，所述圆环柱的外壁与所述第一容纳腔的腔壁抵接。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述获取单元包括观察孔，所述观察孔沿所述第一固定件厚度的方向贯穿所述第一固定件；

所述圆环柱的每一层均至少有一部分能够通过所述观察孔观测到。

4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第二固定件包括容纳件和端盖板，所述第一固定件安装在所述容纳件的第一端，所述端盖板安装在所述容纳件的第二端，所述第一容纳腔设在所述容纳件内，所述第一容纳腔的两侧分别具有第一开口和第二开口，所述第一开口位于所述容纳件的第一端的端面上，所述第二开口位于所述容纳件的第二端的端面上。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一连接结构包括设在所述第一固定件内的第一插孔，所述第一插孔的一端开口位于所述第一固定件的第一端的端面上或位于所述第一固定件的侧壁上，所述第一插孔的另一端开口与所述第一容纳腔连通并位于所述电池卷芯的正极极耳的正外侧或者所述第一插孔的另一端设置有第一金属连接件且所述第一金属连接件的一端与所述电池卷芯的正极极耳连接；并且/或者

所述第二连接结构包括设在所述第二固定件内的第二插孔，所述第二插孔的一端开口位于所述第二固定件的第二端的端面上或位于所述第二固定件的侧壁上，所述第二插孔的另一端开口与所述第一容纳腔连通并位于所述电池卷芯的负极极耳的正外侧或者所述第二插孔的另一端设置有第二金属连接件且所述第二金属连接件的一端与所述电池卷芯的负极极耳连接。

6.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述第一固定件可拆卸的安装在所述第二固定件的第一端；并且/或者

所述端盖板可拆卸的安装在所述容纳件的第二端。

7.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，还包括第一密封圈，所述第二固定件的第一端设有第一容纳槽，所述第一密封圈位于所述第一容纳槽内并与所述第一固定件抵接；并且/或者

所述检测装置还包括第二密封圈，所述容纳件的第二端设有第二容纳槽，所述第二密封圈位于所述第二容纳槽内并与所述端盖板抵接。

8.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，还包括透明的观察视窗，所述观察视窗安装在所述观察孔内。

9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，还包括位于所述观察孔内的第三密封圈和压紧环，所述观察孔内设有环形定位台阶，所述第三密封圈位于所述观察视窗与所述环形定位台阶之间，所述压紧环可拆卸安装在所述观察视窗的一侧并将所述观察视窗压紧在所述第三密封圈和所述压紧环之间。

10.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述圆环柱由金属制成；并且/或者

所述圆环柱相邻两层之间的间隙的宽度相同。