CN220556342U - 一种锂离子软包电芯产气体积测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，包括：支架，所述支架用于夹持软包电芯，包括底座，竖直设置于底座上的多个竖杆，设置于竖杆之间，可上下移动的横杆，设置于横杆上可移动的连接杆，所述连接杆与所述软包电芯可拆卸连接；测量容器；称重装置。本实用新型通过设置两个可以方便的微调竖直位置的连接杆使同一包软包电芯不同次测量过程浸入水面的位置一致，从而保证软包电芯体积基准一致，进而保证产气前后的体积测量结果差异即为产气体积，针对不同容量的软包电芯，其体积大小和产气体积差距很大，通过选用合适大小的测量容器和合适量程与精度的称重装置，使得测量误差减小。

Description

一种锂离子软包电芯产气体积测量装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池领域，涉及软包电芯产气体积测量装置，尤其涉及一种锂离子软包电芯产气体积测量装置。

背景技术

软包锂离子动力电池的电解液开发过程常关注化成过程中电解液氧化分解产气问题，软包锂离子动力电池在不同温度条件下的产气变化率常作为评价电解液在电池中性能发挥的重要指标之一。

针对软包电芯化成过程产气体积测量问题，现有技术方案一是将软包电芯浸没入液体中，通过带刻度的量筒收集溢流出的液体并读数，即为软包电芯的体积，二是将软包电芯浸没入含有液体的容器中，通过记录容器与液体总重量的变化转换为软包电芯的体积。

现有技术方案一中，在实施例中需要向容器中添加液体至一定液面高度，该液面高度既要保证在软包电芯浸没入液体时能随浸入深度的增加排开的液体全部流入收集量筒，又要保证在没有将电芯浸入液体时液面刚刚好，液体不流出，操作要求非常高，因此容易造成较大测量误差，并且重复性低；现有技术方案二中，一方面是必须要将软包电芯全部浸入液体，液体为水时，存在极耳包裹不好导致电芯短路的问题，液体为其他非导电性液体如硅油时，因化成过程工步之间有时间间隔，产气体积测量并不是一次即可完成，此时需要对电芯进行擦拭，而硅油粘度较大不易擦干净，极耳容易沾污，存在电极连接接触不良问题，影响后续测试，另一方面，其通过绳索连接电芯，防止沉底和方便取出，为了使软包电芯不会因浮力不能完全浸没入液体，设置了电芯容器，用电芯容器承装电芯吊在绳索上一起浸入液体，操作不便。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，通过设置两个可以方便的微调竖直位置的连接杆使同一包软包电芯不同次测量过程浸入水面的位置一致，从而保证软包电芯体积基准一致，进而保证产气前后的体积测量结果差异即为产气体积。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，包括：

支架，所述支架用于夹持软包电芯，包括底座，竖直设置于底座上的多个竖杆，设置于竖杆之间，可上下移动的横杆，设置于横杆上可移动的连接杆，所述连接杆与所述软包电芯可拆卸连接；

测量容器，所述测量容器用于盛放液体与软包电芯；

称重装置，所述测量容器放置于所述称重装置上，用于称量重量。

作为本实用新型的一种优选方案，所述横杆的端部设有多个横杆夹持装置，横杆通过横杆夹持装置与所述竖杆固定。

作为本实用新型的一种优选方案，所述横杆中部设有两个连接杆夹持装置，所述连接杆夹持装置上设有竖向的方型通孔，所述连接杆的截面尺寸小于通孔，使连接杆上下移动。

作为本实用新型的一种优选方案，所述连接杆外表面设有外螺纹，所述连接杆上设有适配外螺纹的旋转螺母，旋转螺母外径大于通孔，连接杆通过旋转螺母悬挂在连接杆夹持装置上。

作为本实用新型的一种优选方案，所述连接杆通过旋转螺母实现竖向的高度调节。

作为本实用新型的一种优选方案，所述连接杆夹持装置上设有手拧螺丝，用于将连接杆夹持装置固定在横杆上，从而固定连接杆。

作为本实用新型的一种优选方案，所述连接杆夹持装置可沿横杆的长度方向移动。

作为本实用新型的一种优选方案，所述连接杆的下端设有用于夹持软包电芯的绝缘夹子。

作为本实用新型的一种优选方案，所述测量容器为圆柱形或矩形，所述测量容器的体积大于软包电芯的体积。

相比现有技术方案，本发明具有以下优势：

1)通过设置两个可以方便的微调竖直位置的连接杆使同一包软包电芯不同次测量过程浸入水面的位置一致，从而保证软包电芯体积基准一致，进而保证产气前后的体积测量结果差异即为产气体积。

2)以水代替其他液体作为产生浮力的介质，在测量过程，通过绝缘夹子将软包电芯的两个极耳悬于水面之上，避免了短路的安全隐患，水容易擦干，使单次体积测量之间软包电芯不会被污染，影响化成工序中的电路连接，确保了化成工序操作准确性。

3)针对不同容量的软包电芯，其体积大小和产气体积差距很大，通过选用合适大小的测量容器和合适量程与精度的称重装置，使得测量误差减小。

4)本实用新型利用排水法可方便的测量任意状态下的软包电芯的体积，本实用新型结构简单，操作方便，测量准确。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型实施例2的结构示意图。

图中，1.支架；11.横杆；111.横杆夹持装置；12.连接杆；121.手拧螺丝；122.连接杆夹持装置；123.绝缘夹子；13.竖杆；14.底座；2.测量容器；3.称重装置；4.软包电芯；41.标记线。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。本实用新型中所述的第一、第二等词语，是为了描述本实用新型的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本实用新型的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。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。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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本实用新型要求保护的范围内。

本实用新型的使用方法，包含以下步骤：1)将测量容器放在称重装置上，在测量容器内注入适量室温下的水，使软包电芯浸入、水面升高时水不从测量容器中溢出，然后对所述称重装置进行去皮；2)取未产气的待测软包电芯，沿软包电芯极耳侧顶侧封一面的热压区域下边缘用记号笔画一条标记线；3)调节上述夹持装置的间距，使连接杆的绝缘夹子间距与待测软包电芯极耳间距一致，并旋紧手拧螺丝固定夹持装置，将软包电芯两个极耳分别夹在连接杆的绝缘夹子上，并旋转上述两个连接杆的螺母，使绝缘夹子与软包电芯缓缓竖直下降，通过螺母的旋转微调使软包电芯的上述标记线与水面齐平，读取此时称重装置的读数m₀，待测未产气的软包电芯的体积V₀＝m₀/ρ，上述计算转换关系为F_排＝m₀*g＝F_浮＝ρgV₀，其中F_排为软包电芯浸入水面下时排开水的重量，F_浮为软包电芯浸入水面下时受到水的浮力，V₀为软包电芯浸入水面下时排开水的体积，即为软包电芯的体积，ρ为室温水的密度；4)读数结束，从绝缘夹子上取下软包电芯，用干布或吸水纸等擦干软包电芯表面水分，进行特定温度下的化成工序；5)取步骤4)化成结束的软包电芯，冷却至室温，重复步骤2)，3)的操作，得到读数m₁，待测产气的软包电芯的体积为V₁＝m₁/ρ，所述软包电芯的产气体积量V＝V₁-V₀。

实施例1

参见图1，本实施例提供的一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，包括：

支架1，包含底座14、横杆11、竖杆13、横杆夹持装置111、连接杆12、连接杆夹持装置122、连接杆夹持装置手拧螺丝121；

测量容器2，用于盛放液体与软包电芯4；

称重装置3，测量容器2放置于所述称重装置3上，用于称量重量。

横杆11高度可以根据选用的测量容器2的高度与软包电芯4极耳方向长度调节，横杆11上设置有两个连接杆夹持装置122，两个横杆夹持装置122可以通过手拧螺丝121调节互相之间的间距，两个连接杆夹持装置122分别设置有竖向的方形通孔，并设置有两个带外螺纹的近似方形的连接杆12穿越通孔，连接杆12截面尺寸稍小于连接杆夹持装置122的通孔，使连接杆12可以上下移动，两个连接杆12上还设置一个适配外螺纹的螺母，螺母外径大于通孔，连接杆12通过螺母悬挂在连接杆夹持装置122上，两个连接杆12可以通过旋转螺母实现竖向的高度调节，两个连接杆12下端分别设置有夹持电芯极耳的绝缘夹子123；所述称重装置3的量程根据测量容器、水的总重和软包电芯4排开水重量范围选用，以提供精确的称量结果。

在本实施例中，测量容器2为圆柱形。

针对极耳间距为13mm，长87mm，宽63cm的软包电芯，测量容器2选用常用的500ml玻璃烧杯，称重装置3选用量程为0-1000g，精度0.01g；与支架1搭配安装好后，按照如下操作步骤进行软包电芯体积及产气量测量：

1)将玻璃烧杯放在称重装置上，在测量容器内注入适量室温下的水，使软包电芯浸入、水面升高时水不从玻璃烧杯中溢出，然后对所述称重装置进行去皮；

2)取3包同批次的未产气的待测软包电芯，标记为电芯1，电芯2，电芯3，分别沿软包电芯极耳侧顶侧封一面的热压区域下边缘用记号笔画一条标记线；

3)拧松手拧螺丝121调节夹持装置122的间距，使连接杆的绝缘夹子间距与待测软包电芯极耳间距一致，并旋紧手拧螺丝固定夹持装置，将软包电芯两个极耳分别夹在连接杆的绝缘夹子上，并旋转上述两个连接杆的螺母，使绝缘夹子与软包电芯缓缓竖直下降，通过螺母的旋转微调使软包电芯的上述标记线与水面齐平，读取此时称重装置的读数m0，待测未产气的软包电芯的体积V₀＝m₀/ρ；

4)读数结束，从绝缘夹子上取下软包电芯，用干布或吸水纸等擦干软包电芯表面水分，进行后续特定温度下的化成工序；

5)取步骤4)化成结束的软包电芯，冷却至室温，重复步骤2)，3)的操作，得到读数m1，待测产气的软包电芯的体积为V₁＝m₁/ρ，所述软包电芯的产气体积量V＝V₁-V₀。

实施例2

如图2所示，针对极耳间距60mm，长200mm，宽200mm的软包电芯，测量容器2选用长300mm，高300mm，宽50mm的矩形水槽，除了新增进行以下步骤操作外，其他后续操作步骤与实施例1一致：

调节横杆的高度位置，使软包电芯夹在绝缘夹子123上浸入测量容器水面前能悬空，方便软包电芯在绝缘夹子上的夹持与取下，和浸入水面。

实施例1与实施例2的测量结果见表1所示。

表1.测量结果

由上表测试结果可知，通过本实用新型的测量装置进行体积测量的一致性较高。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，其特征在于，包括：

支架，所述支架用于夹持软包电芯，包括底座，竖直设置于底座上的多个竖杆，设置于竖杆之间，可上下移动的横杆，设置于横杆上可移动的连接杆，所述连接杆与所述软包电芯可拆卸连接；

测量容器，所述测量容器用于盛放液体与软包电芯；

称重装置，所述测量容器放置于所述称重装置上，用于称量重量。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，其特征在于，所述横杆的端部设有多个横杆夹持装置，横杆通过横杆夹持装置与所述竖杆固定。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，其特征在于，所述横杆中部设有两个连接杆夹持装置，所述连接杆夹持装置上设有竖向的方型通孔，所述连接杆的截面尺寸小于通孔，使连接杆上下移动。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，其特征在于，所述连接杆外表面设有外螺纹，所述连接杆上设有适配外螺纹的旋转螺母，旋转螺母外径大于通孔，连接杆通过旋转螺母悬挂在连接杆夹持装置上。

5.根据权利要求4所述的一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，其特征在于，所述连接杆通过旋转螺母实现竖向的高度调节。

6.根据权利要求4所述的一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，其特征在于，所述连接杆夹持装置上设有手拧螺丝，用于将连接杆夹持装置固定在横杆上，从而固定连接杆。

7.根据权利要求6所述的一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，其特征在于，所述连接杆夹持装置可沿横杆的长度方向移动。

8.根据权利要求1所述的一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，其特征在于，所述连接杆的下端设有用于夹持软包电芯的绝缘夹子。

9.根据权利要求1所述的一种锂离子软包电芯产气体积测量装置，其特征在于，所述测量容器为圆柱形或矩形，所述测量容器的体积大于软包电芯的体积。