CN220357118U - 一种电芯极耳导电夹具及圆柱电芯短路测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芯极耳导电夹具，包括导电件、基座、夹爪和驱动件；导电件设置于基座，导电件具有直圆柱侧面以及中心轴；夹爪与基座连接，夹爪设置于导电件的径向侧方，夹爪具有沿导电件径向与直圆柱侧面正对的夹持面；驱动件与夹爪连接，驱动件驱动夹爪沿导电件的径向往复移动，以使夹爪与导电件形成容纳极耳的径向间隔或者夹持极耳。该实用新型电芯极耳导电夹具的夹爪相对于基座移动，夹爪与导电件形成极耳径向间隔或者夹持极耳，夹持于夹爪与导电件之间的极耳与导电件导通，无需精确定位极耳角度，也无需根据调整极耳角度和/或夹具的夹持角度；利于简化夹具结构，降低设备成本。本实用新型还公开了一种圆柱电芯短路测试装置。

Description

一种电芯极耳导电夹具及圆柱电芯短路测试装置

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种电芯极耳导电夹具及圆柱电芯短路测试装置。

背景技术

Hi-pot测试(耐压测试)是电芯制造过程与安全相关的基本检测之一。Hi-pot测试的目的在于检出电芯内部存在或潜在的短路风险，这些潜在的短路风险源于隔膜破损、金属毛刺等。

常规的导电夹体具有夹持面正对的两个夹持部；圆柱电芯的正极极耳和负极极耳为扁平片状，正极极耳和负极极耳的相对角度并非固定。Hi-pot测试前需要分别定位两端极耳的取向，并且还需要根据极耳取向调整夹体的夹持面角度，或者根据夹持面角度调整极耳取向。为了避免夹持部损伤极耳，夹体取向的角度调整须精准，设备精度和设备成本也较高。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种电芯极耳导电夹具，夹爪径向推抵极耳，直至极耳与导电件抵接，无需预先定位极耳，或者仅需对极耳的位置进行粗定位，夹具兼容性强。

为了实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种电芯极耳导电夹具，包括：

导电件，设置于基座，具有直圆柱侧面以及中心轴；

夹爪，与所述基座连接，设置于所述导电件的径向侧方，具有沿所述导电件径向与所述直圆柱侧面正对的夹持面；

驱动件，与所述夹爪连接，驱动所述夹爪沿所述导电件的径向往复移动，以使所述夹爪与所述导电件形成容纳极耳的径向间隔或者夹持极耳。

优选的技术方案为，所述夹爪的数量为两个以上。

优选的技术方案为，所述夹爪的数量为至少三个，所述夹爪的夹持面可移除围合抵接于所述直圆柱侧面的周向。

优选的技术方案为，所述夹持面为绝缘面。

优选的技术方案为，所述导电件具有轴向相对的固定端和自由端，所述固定端与所述基座连接；所述自由端的端面与所述直圆柱侧面圆滑过渡。

优选的技术方案为，所述夹爪设置有绝缘弹性衬层，所述夹持面为所述绝缘弹性衬层的一表面。

优选的技术方案为，所述驱动件驱动至少两个所述夹爪同步径向移动。

优选的技术方案为，所述夹爪包括可拆卸式固定连接的爪座和爪头，所述爪座与所述基座连接，所述爪头具有所述夹持面；

和/或所述导电件与所述基座可拆卸式固定连接。

本实用新型的目的之二在于提供一种圆柱电芯短路测试装置，包括上述的电芯极耳导电夹具。

优选的技术方案为，包括第一夹体、第二夹体和接近机构，所述第一夹体和/或第二夹体为所述电芯极耳导电夹具；所述接近机构沿所述导电件的轴向驱动所述第一夹体和第二夹体相向或相背移动。

优选的技术方案为，所述第一夹体为所述电芯极耳导电夹具；所述第二夹体包括相向或者相背移动的两夹持部，所述夹持部具有夹持平面，至少一个所述夹持部具有导电夹持面。

本实用新型的优点和有益效果在于：

该实用新型电芯极耳导电夹具的夹爪相对于基座移动，夹爪与导电件形成极耳径向间隔或者夹持极耳，夹持于夹爪与导电件之间的极耳与导电件导通，无需预先精确定位待测电芯的极耳角度，也无需根据调整待测电芯的极耳角度和/或夹具的夹持角度；

利于简化夹具结构，提升夹具对圆柱电芯角度的兼容性，减少夹具中配套的驱动件数量，降低设备故障率和设备成本；

利于提升夹具的稼动率，降低夹具对极耳的损伤几率。

附图说明

图1是实施例电芯极耳导电夹具的立体结构示意图；

图2是另一实施例电芯极耳导电夹具的立体结构示意图；

图3是又一实施例电芯极耳导电夹具的立体结构示意图；

图4是实施例电芯极耳导电夹具与圆柱电芯的使用状态图；

图5是实施例圆柱电芯短路测试装置的使用状态图；

图中：1、导电件；101、直圆柱侧面；102、固定端；103、自由端；2、基座；3、夹爪；301、夹持面；302、绝缘弹性衬层；303、爪座；304、爪头；4、第二夹体；401、夹持部；a、圆柱电芯。

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描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，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，或一体成型连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1-4所示，实施例电芯极耳导电夹具包括导电件1、基座2、夹爪3和驱动件(图中未示出)；导电件1设置于基座2，导电件1具有直圆柱侧面101以及中心轴；夹爪3与基座2连接，夹爪3设置于导电件1的径向侧方，夹爪3具有沿导电件1径向与直圆柱侧面101正对的夹持面301；驱动件与夹爪3连接，驱动件驱动夹爪3沿导电件1的径向往复移动，以使夹爪3与导电件1形成容纳极耳的径向间隔或者夹持极耳。

在本实施例中，夹爪3设置于导电件1的径向侧方并沿导电件1的径向往复移动：夹爪3沿径向远离直圆柱侧面101，夹爪3与导电件1形成容纳极耳的径向间隔；极耳插入径向间隔后，夹爪3沿径向接近直圆柱侧面101，夹持面301推抵极耳向直圆柱侧面101贴合，直至夹爪3与导电件1夹持极耳，极耳与导电件1接触导通。可以理解的是，夹爪3夹持面301对应的圆心角小于180°，进一步的，夹爪3夹持面301对应的圆心角大于极耳对应的圆心角角度。更进一步的，夹爪3的角度满足以下要求：极耳在其与导电件1之间移动不产生破损和变形。

使用该电芯极耳导电夹具时，圆柱电芯a的中心轴与导电件1的中心轴位于同一直线，夹爪3与导电件1径向间隔内的极耳均能通过夹爪3的移动实现与导电件1的接触导通，无需对极耳进行精确定位，仅需预先对圆柱电芯a的极耳角度进行粗定位，以确保极耳的至少部分伸入夹爪3与导电件1的径向间隔内。

可选的，夹持面301与直圆柱侧面101面接触、线接触或者多点接触，优选为面接触，也即夹持面301的直径等于直圆柱侧面101的直径，以增加极耳与导电件1的接触面积，进而减小极耳与导电件1的接触电阻。

另外，直圆柱侧面101沿其导电件1轴向延伸，极耳由夹爪3抵持于直圆柱侧面101，沿导电件1轴向确保极耳为平直状，减小极耳形变。

导电件1的端面直径根据极耳与圆柱电芯a中心轴的距离具体确定。优选的，导电件1的端面直径等于或者略小于极耳与圆柱电芯a中心轴的距离，更优选的，导电件1的端面直径等于极耳与圆柱电芯a中心轴的距离。

径向往复移动可选为图1-3中的夹爪3沿径向平移；或者夹爪3具有相对的爪头和爪座驱动端，爪座驱动端绕导电件1径向转轴背离导电件1旋转，爪头相对于导电件1张开，也能形成容纳极耳的径向间隔，极耳伸入径向间隔后，爪座驱动端朝向导电件1旋转以夹持极耳。

在一些实施例中，夹爪3的数量为两个以上。当两个以上的夹爪3均与导电件1的侧面抵接，夹爪3的组合夹持面301覆盖于导电件1的局部周向侧面，组合夹持面301覆盖区域的圆心角例如180°、240°、300°。相邻夹爪3的夹持面301相互间隔，或者边缘沿直圆柱侧面101的周向连续拼接。

在极耳与导电件1导通状态时，极耳夹持于单个夹爪3与导电件1之间，极耳的相对表面之一与夹爪3的夹持面301贴合，另一与导电件1的直圆柱侧面101贴合；或者极耳夹持于两个相邻夹爪3与导电件1之间，极耳的相对表面之一与两个相邻夹爪3的夹持面301边缘贴合，另一与导电件1的直圆柱侧面101贴合。

可选的，驱动件与夹爪3一一对应连接。

与单个夹爪3相比，两个夹爪3的夹持面301对应的圆心角之和更大，预先对圆柱电芯a极耳角度进行精确定位的必要性进一步降低。

在一些实施例中，夹爪3的数量为至少三个，夹爪3的夹持面301可移除围合抵接于直圆柱侧面101的周向。

如图3所示，在本实施例中，夹爪的数量为三个，夹持面301圆心角之和等于360°，完全免去圆柱电芯a极耳角度的预先定位。

在一些实施例中，夹持面301为绝缘面。可选的，夹持面301设置有绝缘层，或者夹爪3由绝缘材质制成。现有的夹具多为金属材质，具有良好的尺寸稳定性，机械性能和耐用性更强。夹爪3与极耳绝缘，确保与夹爪3连接的驱动件等安全运行。

进一步的，基于设备安全运行的考虑，基座2与导电件1之间设置有绝缘件。

如图1所示，在另一优选的实施例中，导电件1具有轴向相对的固定端102和自由端103，固定端102与基座2连接；自由端103的端面与直圆柱侧面101圆滑过渡。

在本实施例中，自由端103的端面小于直圆柱侧面101对应的横截面直径。自由端103的端面与直圆柱侧面101圆滑过渡处形成引导极耳插入夹爪3与导电件1径向间隔的导向结构，具体过程为：当极耳远离圆柱电芯a的自由端103端面抵于圆滑过渡处时，极耳的自由端103略发生远离圆柱电芯a中心轴的变形，直至极耳的自由端103伸入导电件1直圆柱侧面101的径向外侧。

如图1-3所示，在另一优选的实施例中，夹爪3设置有绝缘弹性衬层302，夹持面301为绝缘弹性衬层302的一表面。绝缘弹性衬层的材质可选为橡胶、硅胶、高分子弹性体等，例如聚氨酯橡胶。绝缘弹性衬层可避免在极耳表面留下划痕、压痕等，并且可提升极耳与导电件1的贴合紧密程度。

在一些实施例中，驱动件驱动至少两个夹爪3同步径向移动，也即驱动件驱动夹爪3同时朝向或者背离导电件1移动。驱动件完成一次“接近—远离导电件1”，即能切换极耳与导电件1的接电导通和断开。当电芯置于流水线上进行短路测试时，测试节拍时间短，设备稼动率高。

如图1所示，在另一优选的实施例中，夹爪3包括可拆卸式固定连接的爪座303和爪头304，爪座303与基座2连接，爪头304具有夹持面301；和/或导电件1与基座2可拆卸式固定连接。

当待测圆柱电池的极耳与电芯中心轴距离变化时，无需更换整个夹具，通过可拆卸式固定连接结构更换合适尺寸的爪头304和导电件1，利于拓宽导电夹具的适用范围。

实施例圆柱电芯a短路测试装置包括上述实施例的电芯极耳导电夹具；圆柱电芯a的正极极耳和负极极耳分设于电芯的两端，正极极耳和负极极耳均可采用电芯极耳导电夹具接电导通。

如图5所示，在另一优选的实施例中，圆柱电芯a短路测试装置包括第一夹体、第二夹体和接近机构(图中未示出)，第一夹体和/或第二夹体为电芯极耳导电夹具；接近机构沿导电件1的轴向驱动第一夹体和第二夹体相向或相背移动。

接近机构包括但不限于导轨和直线驱动件，导轨导向对应的第一夹体和第二夹体，直线驱动件驱动对应的第一夹体和第二夹体沿导轨移动。直线驱动件包括但不限于直线气缸、液压油缸。

接近机构驱动第一夹体和第二夹体相向移动，直至正极极耳和负极极耳分别伸入第一夹体和第二夹体的夹持空间内(包括电芯极耳导电夹具夹爪3与导电件1的径向间隔内)。

如图5所示，在另一优选的实施例中，第一夹体为电芯极耳导电夹具；第二夹体4包括相向或者相背移动的两夹持部401，夹持部401具有夹持平面，至少一个夹持部401具有导电夹持面。

可选的，在第二夹体中，一夹持部具有导电夹持面，另一夹持部的夹持面为弹性绝缘面，包括但不限于在另一夹持部的夹持面衬设弹性绝缘层，其作用与夹爪的绝缘弹性衬层相同。

圆柱电芯a中，极耳表面为具有长边和宽边的矩形。以极耳的伸出方向和长边延伸方向为极耳长度方向，宽边延伸方向为极耳宽度方向。正极极耳和负极极耳具有预定的宽度差，也即正极极耳和负极极耳的之一宽度小于另一宽度。

现有的极耳为金属材质且厚度较薄，极耳与导电体的直圆柱侧面101抵接后，极耳的宽边会随直圆柱侧面101变为弧面形，并且宽度较大的极耳变形更趋明显。因此，宽度较小的极耳采用以上实施例的电芯极耳导电夹具，而宽度较大的极耳采用具有夹持平面以及两个夹持部的第二夹体实现接电导通，以确保圆柱电芯a正极极耳和负极极耳在短路测试前后的变形趋小。

电芯短路测试前，仅需对宽度较大的极耳进行定位，使宽度较大的极耳表面与第二夹体的夹持平面相平行，无需定位宽度较小的极耳。

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润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种电芯极耳导电夹具，其特征在于，包括：

导电件，设置于基座，具有直圆柱侧面以及中心轴；

夹爪，与所述基座连接，设置于所述导电件的径向侧方，具有沿所述导电件径向与所述直圆柱侧面正对的夹持面；

驱动件，与所述夹爪连接，驱动所述夹爪沿所述导电件的径向往复移动，以使所述夹爪与所述导电件形成容纳极耳的径向间隔或者夹持极耳。

2.根据权利要求1所述的电芯极耳导电夹具，其特征在于，所述夹爪的数量为两个以上。

3.根据权利要求1所述的电芯极耳导电夹具，其特征在于，所述夹爪的数量为至少三个，所述夹爪的夹持面可移除围合抵接于所述直圆柱侧面的周向。

4.根据权利要求1所述的电芯极耳导电夹具，其特征在于，所述夹持面为绝缘面。

5.根据权利要求1所述的电芯极耳导电夹具，其特征在于，所述导电件具有轴向相对的固定端和自由端，所述固定端与所述基座连接；所述自由端的端面与所述直圆柱侧面圆滑过渡。

6.根据权利要求4所述的电芯极耳导电夹具，其特征在于，所述夹爪设置有绝缘弹性衬层，所述夹持面为所述绝缘弹性衬层的一表面。

7.根据权利要求1所述的电芯极耳导电夹具，其特征在于，所述驱动件驱动至少两个所述夹爪同步径向移动。

8.根据权利要求1所述的电芯极耳导电夹具，其特征在于，所述夹爪包括可拆卸式固定连接的爪座和爪头，所述爪座与所述基座连接，所述爪头具有所述夹持面；

和/或所述导电件与所述基座可拆卸式固定连接。

9.一种圆柱电芯短路测试装置，其特征在于，包括权利要求1至8中任意一项所述的电芯极耳导电夹具。

10.根据权利要求9所述的圆柱电芯短路测试装置，其特征在于，包括第一夹体、第二夹体和接近机构，所述第一夹体和/或第二夹体为所述电芯极耳导电夹具；所述接近机构沿所述导电件的轴向驱动所述第一夹体和第二夹体相向或相背移动。

11.根据权利要求10所述的圆柱电芯短路测试装置，其特征在于，所述第一夹体为所述电芯极耳导电夹具；所述第二夹体包括相向或者相背移动的两夹持部，所述夹持部具有夹持平面，至少一个所述夹持部具有导电夹持面。