CN219873661U - 一种电池卷芯压缩夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工装设备技术领域，公开了一种电池卷芯压缩夹具，其包括主体、活动块和压块，主体开设有容置槽，活动块设于容置槽内，活动块开设有用于放置电池卷芯的压缩槽，压块一端伸入压缩槽中，并与活动块滑动连接，主体还开设有引流槽，引流槽的背离压块的一面倾斜设置，主体还开设有连通引流槽与外界的出液口。压块挤压电池卷芯的过程中产生的电解液能够流入引流槽中，并通过倾斜底面底部的出液口流出，易于清理，能够重复使用，并且能够方便快捷的将电解液收集起来，环境友好。

Description

一种电池卷芯压缩夹具

技术领域

本实用新型涉及工装设备领域，特别是涉及一种电池卷芯压缩夹具。

背景技术

车用动力锂离子电池一般由内部卷芯(Jellyroll，JR)、铝制外壳及其他部件构成。锂离子电池的挤压、振动等安全性能以及膨胀相关的电化学性能与寿命很大程度上取决于内部卷芯性质，因此对卷芯全方面、深入的理解对锂离子电池寿命设计优化和使用过程的安全性能评估均有重要的意义。

锂离子电池膨胀现象相关的膨胀力增长、电池挤压/振动受力下的失效风险均与卷芯自身的力学性能相关。动力锂离子电池由正极、负极、电解液和隔膜等组成，正负极浸润在电解液中，隔膜在正负极中间防止两者接触发生短路。电池在循环老化过程中，卷芯力学性能的变化造成内部结构发生变化，体积膨胀变形，电池受到应力作用，结构性能下降，最终导致电芯失效。另外，内部卷芯在应力下，极片会出现弯曲变形，形成剪切带，当达到失效点时，电池将会发生热失控而失效。压缩模量作为卷芯力学性能的重要衡量指标之一，压缩模量是分析膨胀力增长和失效的必要参数。

由于卷芯浸润在电解液中，在挤压过程中会挤出大量电解液，并且卷芯为正极片、隔膜和负极片交叉叠层或卷绕而形成的三明治复合结构，目前行业并没有关于卷芯在不同方向的模量测试标准和夹具设计标准。虽然板材压缩的约束装置可以使样品不发生屈曲，且允许样品在试验时轴向和侧向能够自由胀大，但无法适用于卷芯的压缩。

因此，需要设计一款能够适用于卷芯的夹具，实现卷芯在长度和厚度方向的压缩，并且便于收集压缩过程中挤出的电解液。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：如何方便快捷的收集电解液。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池卷芯压缩夹具，包括：

主体，其开设有容置槽，所述容置槽具有朝向第一方向的第一槽口，所述容置槽包括与所述第一槽口相对的第一槽壁面；

活动块，其设于所述容置槽内，所述活动块开设有用于放置电池卷芯的压缩槽，所述压缩槽具有朝向所述第一方向的第二槽口；

压块，其一端从所述第二槽口伸入所述压缩槽中，并与所述活动块沿所述第一方向滑动连接；

其中，所述主体还开设有引流槽，所述引流槽位于所述容置槽背向所述第一槽口的一侧，且所述引流槽具有位于所述第一槽壁面上的第三槽口，所述引流槽包括与所述第三槽口相对的第二槽壁面，所述第二槽壁面倾斜于所述第一槽壁面；

所述主体还开设有连通所述引流槽与外界的出液口，所述出液口位于所述第二槽壁面与所述第一槽壁面相距最远的位置。

本申请的一些实施例中，所述容置槽还具有朝向第二方向的第四槽口，且所述第四槽口与所述第一槽口连成连续的开口；

所述压缩槽还具有朝向所述第二方向的第五槽口，且所述第五槽口与所述第二槽口连成连续的开口；

所述第一方向与所述第二方向相交。

本申请的一些实施例中，还包括挡板，所述主体开设有插槽，所述插槽具有朝向所述第一方向的第六槽口，所述挡板从所述第六槽口插入所述插槽中，所述活动块位于所述挡板背离所述第四槽口的一侧。

本申请的一些实施例中，还包括密封塞，所述密封塞插设于所述出液口。

本申请的一些实施例中，所述活动块包括沿第三方向相对设置的第一板和第二板，所述第一板和所述第二板之间限定形成所述压缩槽，所述第一板和/或所述第二板能够在所述第三方向上滑动，以改变所述压缩槽在所述第三方向上的宽度；

所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向两两相交。

本申请的一些实施例中，还包括第一调节件和第二调节件，所述第一调节件沿所述第三方向穿入所述容置槽并连接在所述第一板背离所述第二板的一侧，所述第二调节件沿所述第三方向穿入所述容置槽并连接在所述第二板背离所述第一板的一侧，所述第一调节件和所述第二调节件伸入所述容置槽内的长度可调。

本申请的一些实施例中，还包括盖板，其连接于所述压块远离所述活动块的一端，并与所述主体沿所述第一方向滑动连接，所述压块的另一端安装于所述盖板。

本申请的一些实施例中，所述主体包括：

主板；

凹模，沿所述第一方向安装于所述主板的中部；

支柱，沿所述第一方向安装于所述主板上；

其中，所述支柱至少为两个，且沿第三方向分别设于所述凹模的两侧，所述容置槽开设于所述凹模上，所述盖板与所述支柱沿所述第一方向滑动连接；

所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向两两相交。

本申请的一些实施例中，所述盖板包括：

板体，所述压块靠近所述板体的一端呈T形，所述板体开设有容纳所述压块T形一端的滑槽；

导向柱，可拆卸的安装于所述板体上并沿所述第一方向滑动插设于所述支柱中。

本申请的一些实施例中，所述板体背离所述主体的一端开设有贯通至所述滑槽的第一安装孔，所述压块靠近所述板体的一端对应所述第一安装孔的位置开设有第二安装孔，所述板体与所述压块通过紧固件穿过所述第一安装孔和所述第二安装孔固定连接。

本实用新型实施例的一种电池卷芯压缩夹具与现有技术相比，其有益效果在于：

主体内开设有引流槽，引流槽与容置槽和压缩槽连通，在压块挤压电池卷芯的过程中产生的电解液能够流入引流槽中，并通过倾斜底面底部的出液口流出，易于清理，能够重复使用，并且能够方便快捷的将电解液收集起来，环境友好。

附图说明

图1是本实用新型的第一实施例的立体图；

图2是本实用新型的第一实施例的爆炸图；

图3是本实用新型的第一实施例的左视图；

图4是图3中A-A截面的剖视图；

图5是本实用新型的第二实施例的立体图；

图6是本实用新型的第二实施例的爆炸图；

图7是本实用新型的第二实施例的左视图；

图8是图7中B-B截面的剖视图；

图9是本实用新型的第三实施例的立体图；

图10是本实用新型的第三实施例的爆炸图；

图11是本实用新型的第三实施例的左视图；

图12是图11中C-C截面的剖视图。

图中，1、主体；11、容置槽；111、第一槽口；112、第一槽壁面；113、第四槽口；12、引流槽；121、第三槽口；122、第二槽壁面；13、出液口；14、主板；15、凹模；16、支柱；17、插槽；171、第六槽口；2、活动块；21、压缩槽；211、第二槽口；212、第五槽口；22、第一板；23、第二板；3、压块；31、第二安装孔；4、盖板；41、板体；411、滑槽；

412、第一安装孔；42、导向柱；5、挡板；6、密封塞；7、第一调节件；

8、第二调节件；

X、第一方向；Y、第二方向；Z、第三方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”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。

如图1-12所示，本实用新型实施例的一种电池卷芯压缩夹具，包括主体1、活动块2和压块3，主体1开设有容置槽11，容置槽11具有朝向第一方向X的第一槽口111，容置槽11包括与第一槽口111相对的第一槽壁面112；活动块2设于容置槽11内，活动块2开设有用于放置电池卷芯的压缩槽21，压缩槽21具有朝向第一方向X的第二槽口211；压块3一端从第二槽口211伸入压缩槽21中，并与活动块2沿第一方向X滑动连接；其中，主体1还开设有引流槽12，引流槽12位于容置槽11背向第一槽口111的一侧，且引流槽12具有位于第一槽壁面112上的第三槽口121，引流槽12包括与第三槽口121相对的第二槽壁面122，第二槽壁面122倾斜于第一槽壁面112；主体1还开设有连通引流槽12与外界的出液口13，出液口13位于第二槽壁面122与第一槽壁面112相距最远的位置。

基于上述技术方案，本申请的电池卷芯压缩夹具上的主体1开设容置槽11，容置槽11具有第一槽口111，活动块2可以从第一槽口111进入容置槽11内，而且活动块2上也设有用于放置电池卷芯的压缩槽21，通过更换不同的活动块2，可以改变压缩槽21的大小，进而适应不同大小的电池卷芯。压块3可以伸入压缩槽21中对电池卷芯进行压缩，从而对电池卷芯的压缩模量等参数进行测试。同时压缩夹具的主体1内还开设有引流槽12，引流槽12与容置槽11和压缩槽21连通，在压块3挤压电池卷芯的过程中产生的电解液能够流入引流槽12中，并通过倾斜底面底部的出液口13流出，易于清理，能够重复使用，并且能够方便快捷的将电解液收集起来，环境友好。其中，作为优选的实施例，第一方向X向上，此时引流槽12位于压缩槽21的下方，压块3向下压缩电池卷芯，电池被压缩产生的电解液受重力影响进入引流槽12，并且由于引流槽12的底面，即第二槽壁面122倾斜设置，这些电解液会往低处聚集，出液口13设置在第二槽壁面122相距第一槽壁面112最远的位置，能够保证出液口13位于引流槽12的最低位置，便于将电解液无残留的从引流槽12中排出到外界。优选的，活动块2的材质为电木，电木具有良好的绝缘性，可以防止试样在挤压过程中出现安全隐患，同时压缩槽21的壁应当光滑，光滑的表面也可减少试样的剪切应力，测试结果为真实压缩应力-应变测试曲线，提高了测试结果的准确性。可选的，压块3与电池卷芯接触的一面涂设有光滑的绝缘材料，如此，可以保证测试安全，以防出现安全事故。另外，需要说明的是，由于电池卷芯挤压出的电解液具有腐蚀性，因此，主体1上可能与电解液接触的位置需要采用耐腐蚀材料，优选为不锈钢，兼顾了耐腐蚀性能的同时成本方面更具有优势。

本申请的一些实施例中，如图2、6、10所示，容置槽11还具有朝向第二方向Y的第四槽口113，且第四槽口113与第一槽口111连成连续的开口；压缩槽21还具有朝向第二方向Y的第五槽口212，且第五槽口212与第二槽口211连成连续的开口；第一方向X与第二方向Y相交。第一槽口111和第二槽口211均朝向第一方向X开设，在压块3工作过程中无法直接从第二槽口211直接看到压缩槽21内的情况，此时朝向第二方向Y开设的第四槽口113和第五槽口212就可以起到观察口的作用，使压缩槽21呈开放式，便于工作人员实时查看压缩情况。

具体的，如图1、2、5、6、9、10所示，还包括挡板5，主体1开设有插槽17，插槽17具有朝向第一方向X的第六槽口171，挡板5从第六槽口171插入插槽17中，活动块2位于挡板5背离第四槽口113的一侧。挡板5可以起到遮挡作用，防止电池卷芯在压缩的过程中电解液飞溅出来，插槽17则能够为挡板5提供稳定的安装位，挡板5可以从第六槽口171插入或拔出，安装和拆卸都很方便快捷。优选的，挡板5为透明挡板5，便于工作人员观察压缩槽21内的情况。

本申请的一些实施例中，如图1、2及图4-6、8-10及图12所示，还包括密封塞6，所述密封塞6插设于所述出液口13。密封塞6可以用于控制引流槽12与外界的连通，当密封塞6插在出液口13中时，引流槽12可以收集电解液；当密封塞6从出液口13中拔出时，引流槽12与外界连通，从而将电解液排出。优选的，密封塞6的材质为氟橡胶，氟橡胶是耐电解液腐蚀材料，可以防止电解液对密封塞6的破坏。

本申请的一些实施例中，如图9-12所示，活动块2包括沿第三方向Z相对设置的第一板22和第二板23，第一板22和第二板23之间限定形成压缩槽21，第一板22和/或第二板23能够在第三方向Z上滑动，以改变压缩槽21在第三方向Z上的宽度；第一方向X、第二方向Y、第三方向Z两两相交。第一板22配合第二板23形成压缩槽21，同时二者之间的距离可以调节，使得压缩夹具的适应性大幅提升，能够适应多种不同的宽度尺寸的电池卷芯。

具体的，如图9-12所示，还包括第一调节件7和第二调节件8，第一调节件7沿第三方向Z穿入容置槽11并连接在第一板22背离第二板23的一侧，第二调节件8沿第三方向Z穿入容置槽11并连接在第二板23背离第一板22的一侧，第一调节件7和第二调节件8伸入容置槽11内的长度可调。第一调节件7和第二调节件8分别用于调整第一板22和第二板23在第三方向Z上的位置，其采用一端抵接在板的一侧，另一端调整的方式，改变第一调节件7和第二调节件8伸入容置槽11内的长度，进而改变容置槽11的长度，以达到适应不同尺寸电池的作用。优选的，第一调节件7和第二调节件8均为螺栓配合螺母的结构，结构简单，容易获取，成本低廉，使用方便快捷。

本申请的一些实施例中，如图1-12所示，还包括盖板4，其连接于压块3远离活动块2的一端，并与主体1沿第一方向X滑动连接，压块3的另一端安装于盖板4。盖板4为压块3提供了安装基体，同时配合导向结构使得压块3能够稳定的实现第一方向X的往复运动，达到压缩电池卷芯的目的。

具体的，如图1-12所示，主体1包括：主板14、凹模15和支柱16，凹模15沿第一方向X安装于主板14的中部；支柱16沿第一方向X安装于主板14上；其中，支柱16至少为两个，且沿第三方向Z分别设于凹模15的两侧，容置槽11开设于凹模15上，盖板4与支柱16沿第一方向X滑动连接；第一方向X、第二方向Y、第三方向Z两两相交。凹模15和支柱16均安装在主板14上，主板14作为安装基体，可以稳固的放置于平台之上，容置槽11开设于凹模15上，压块3在容置槽11内滑动，结合两侧两个支柱16的导向作用，实现压块3对电池卷芯的挤压。

更具体的，如图1-12所示，盖板4包括板体41和导向柱42，压块3靠近板体41的一端呈T形，板体41开设有容纳压块3T形一端的滑槽411；导向柱42可拆卸的安装于板体41上并沿第一方向X滑动插设于支柱16中。板体41上开设T形滑槽411，便于压块3的安装和拆卸，导向柱42插在支柱16中沿第一方向X滑动，起到导向的作用，使压块3能够在压缩槽21内稳定的沿第一方向X滑动。

更具体的，如图1、2、5、6、9、10所示，板体41背离主体1的一端开设有贯通至滑槽411的第一安装孔412，压块3靠近板体41的一端对应第一安装孔412的位置开设有第二安装孔31，板体41与压块3通过紧固件穿过第一安装孔412和第二安装孔31固定连接。为了稳定的连接压块3和板体41，可以采用紧固件穿设于二者的方式，使它们的连接更加紧密。

综上，本实用新型实施例提供一种电池卷芯压缩夹具，主体1内开设有引流槽12，引流槽12与容置槽11和压缩槽21连通，在压块3挤压电池卷芯的过程中产生的电解液能够流入引流槽12中，并通过倾斜底面底部的出液口13流出，易于清理，能够重复使用，并且能够方便快捷的将电解液收集起来，环境友好。

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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池卷芯压缩夹具，其特征在于，包括：

主体(1)，其开设有容置槽(11)，所述容置槽(11)具有朝向第一方向(X)的第一槽口(111)，所述容置槽(11)包括与所述第一槽口(111)相对的第一槽壁面(112)；

活动块(2)，其设于所述容置槽(11)内，所述活动块(2)开设有用于放置电池卷芯的压缩槽(21)，所述压缩槽(21)具有朝向所述第一方向(X)的第二槽口(211)；

压块(3)，其一端从所述第二槽口(211)伸入所述压缩槽(21)中，并与所述活动块(2)沿所述第一方向(X)滑动连接；

其中，所述主体(1)还开设有引流槽(12)，所述引流槽(12)位于所述容置槽(11)背向所述第一槽口(111)的一侧，且所述引流槽(12)具有位于所述第一槽壁面(112)上的第三槽口(121)，所述引流槽(12)包括与所述第三槽口(121)相对的第二槽壁面(122)，所述第二槽壁面(122)倾斜于所述第一槽壁面(112)；

所述主体(1)还开设有连通所述引流槽(12)与外界的出液口(13)，所述出液口(13)位于所述第二槽壁面(122)与所述第一槽壁面(112)相距最远的位置。

2.根据权利要求1所述的电池卷芯压缩夹具，其特征在于，所述容置槽(11)还具有朝向第二方向(Y)的第四槽口(113)，且所述第四槽口(113)与所述第一槽口(111)连成连续的开口；

所述压缩槽(21)还具有朝向所述第二方向的第五槽口(212)，且所述第五槽口(212)与所述第二槽口(211)连成连续的开口；

所述第一方向(X)与所述第二方向(Y)相交。

3.根据权利要求2所述的电池卷芯压缩夹具，其特征在于，还包括挡板(5)，所述主体(1)开设有插槽(17)，所述插槽(17)具有朝向所述第一方向(X)的第六槽口(171)，所述挡板(5)从所述第六槽口(171)插入所述插槽(17)中，所述活动块(2)位于所述挡板(5)背离所述第四槽口(113)的一侧。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电池卷芯压缩夹具，其特征在于，还包括密封塞(6)，所述密封塞(6)插设于所述出液口(13)。

5.根据权利要求2所述的电池卷芯压缩夹具，其特征在于，所述活动块(2)包括沿第三方向(Z)相对设置的第一板(22)和第二板(23)，所述第一板(22)和所述第二板(23)之间限定形成所述压缩槽(21)，所述第一板(22)和/或所述第二板(23)能够在所述第三方向(Z)上滑动，以改变所述压缩槽(21)在所述第三方向(Z)上的宽度；

所述第一方向(X)、所述第二方向(Y)、所述第三方向(Z)两两相交。

6.根据权利要求5所述的电池卷芯压缩夹具，其特征在于，还包括第一调节件(7)和第二调节件(8)，所述第一调节件(7)沿所述第三方向(Z)穿入所述容置槽(11)并连接在所述第一板(22)背离所述第二板(23)的一侧，所述第二调节件(8)沿所述第三方向(Z)穿入所述容置槽(11)并连接在所述第二板(23)背离所述第一板(22)的一侧，所述第一调节件(7)和所述第二调节件(8)伸入所述容置槽(11)内的长度可调。

7.根据权利要求2所述的电池卷芯压缩夹具，其特征在于，还包括盖板(4)，其连接于所述压块(3)远离所述活动块(2)的一端，并与所述主体(1)沿所述第一方向(X)滑动连接，所述压块(3)的另一端安装于所述盖板(4)。

8.根据权利要求7所述的电池卷芯压缩夹具，其特征在于，所述主体(1)包括：

主板(14)；

凹模(15)，沿所述第一方向(X)安装于所述主板(14)的中部；

支柱(16)，沿所述第一方向(X)安装于所述主板(14)上；

其中，所述支柱(16)至少为两个，且沿第三方向(Z)分别设于所述凹模(15)的两侧，所述容置槽(11)开设于所述凹模(15)上，所述盖板(4)与所述支柱(16)沿所述第一方向(X)滑动连接；

所述第一方向(X)、所述第二方向(Y)、所述第三方向(Z)两两相交。

9.根据权利要求8所述的电池卷芯压缩夹具，其特征在于，所述盖板(4)包括：

板体(41)，所述压块(3)靠近所述板体(41)的一端呈T形，所述板体(41)开设有容纳所述压块(3)T形一端的滑槽(411)；

导向柱(42)，可拆卸的安装于所述板体(41)上并沿所述第一方向(X)滑动插设于所述支柱(16)中。

10.根据权利要求9所述的电池卷芯压缩夹具，其特征在于，所述板体(41)背离所述主体(1)的一端开设有贯通至所述滑槽(411)的第一安装孔(412)，所述压块(3)靠近所述板体(41)的一端对应所述第一安装孔(412)的位置开设有第二安装孔(31)，所述板体(41)与所述压块(3)通过紧固件穿过所述第一安装孔(412)和所述第二安装孔(31)固定连接。