用于二次电池的可变夹具制造技术

公开了一种用于二次电池的可变夹具，所述可变夹具根据二次电池的充放电循环而测量由二次电池的膨胀导致的反作用力和厚度变化量。所述可变夹具包括：可变上夹具，可变上夹具构造成能够在竖直方向上移动；可变下夹具，可变下夹具位于可变上夹具的下方，并且与可变上夹具间隔开预定距离以形成用于二次电池的保持空间；可变基部构件，可变基部构件位于可变下夹具的下方，并且与可变下夹具间隔开预定距离；可变测量构件，可变测量构件被介入在可变基部构件和可变下夹具之间，以当二次电池被充放电时根据二次电池的膨胀而测量反作用力；以及弹性构件，弹性构件联接到可变上夹具以在与可变上夹具的移动相反的方向上给出恢复力。

【技术实现步骤摘要】
用于二次电池的可变夹具
本申请要求于2017年1月24日提交的韩国专利申请No.10-2017-0011229的优先权，其内容通过引用并入本文。本公开涉及一种预测电池模块的变形的技术，并且更具体地涉及一种能够有效且准确地预测由于二次电池的使用或劣化所致的膨胀而引起的电池模块的变形程度的装置。
技术介绍
目前市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，与镍基二次电池相比，锂二次电池由于几乎没有记忆效应，从而能够确保自由充电和放电，并且还具有极低的自放电率和高能量密度，因此锂二次电池备受瞩目。锂二次电池主要分别使用锂基氧化物和碳质材料作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，其中分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板构造有插入在该正极板和负极板之间的隔板；以及外部，即电池壳体，用于密封地容纳电极组件连同电解液。一般而言，取决于外部的形状，锂二次电池可以被分类为电极组件嵌入金属罐中的罐型二次电池以及电极组件嵌入由铝层压片制成的袋中的袋型二次电池。近年来，二次电池不仅广泛用于诸如便携式电子设备的小型设备，而且还广泛用于诸如交通工具、蓄电设备的中型和大型设备。对于这样的电池组而言，可以将大量的二次电池电气连接，以增加容量和功率。此时，袋型二次电池由于诸如易堆叠和重量轻等优点而被更广泛地使用。袋型二次电池通常可以通过以下方式制造：在将电极组件容纳在袋外部中的状态下，注入电解液，然后将袋外部密封。图1是示出一般的袋型二次电池的分解透视图，并且图2示出组装状态下的图1的袋型二次电池。如图1和图2所示，袋型二次电池C可以包括电极组件20以及容纳电极组件20的袋外部30。在此，电极组件20基本上具有正极板、负极板以及插入在它们之间的隔板，并且可以被容纳形成在袋外部30中的内部空间中。此时，袋外部30可以由上袋31和下袋32形成，并且密封部可以被设置在上袋31和下袋32的外周处，使得密封部彼此粘合，以密封容纳电极组件20的内部空间。在此，至少一个正极片21和至少一个负极片22可以分别从正极板和负极板延伸出来。正极片21和负极片22可以被分别被联接到板式电极引线10，即板式正极引线11和板式负极引线12。此外，正极引线11和负极引线12可以部分地暴露到袋外部30的外部，以提供用于电气连接到二次电池的外部构造(即另一个二次电池或外部设备)的电极端子。由于重复充电和放电，二次电池可能由于劣化等问题而在其中产生气体。此外，如果如上所述在该二次电池中产生气体，由于内部压力升高，所以可能出现外部材料至少部分膨胀的膨胀现象。特别地，在袋型二次电池的情况下，与罐型二次电池相比，袋状的外部具有较弱的结构刚性，因此可能出现更加严重的膨胀现象。如上所述，如果在二次电池处出现膨胀现象，则电池的内部压力升高并且体积增大，这可能对电池模块的结构稳定性产生不利影响。此外，电池模块通常包括多个二次电池。特别地，在交通工具或蓄能设备(ESS)中使用的中型或大型电池模块的情况下，为了高输出或高容量，可以包括大量的二次电池并将它们互连。此时，尽管每个二次电池的体积由于膨胀而仅略微增大，但由于每个二次电池的增大体积累加，整个电池模块的变形量可能会严重增加。因此，由每个二次电池的膨胀引起的体积膨胀可能降低整体电池模块的结构稳定性。为了防止电池模块的结构稳定性的劣化，需要预测由二次电池的膨胀引起的变形量并且在电池模块设计上反映所预测的变形量。
技术实现思路
技术问题因而，本公开旨在提供一种能够有效且准确地预测由二次电池的膨胀引起的电池模块的变形程度的装置。本公开的这些和其他目的和优点可以从以下详细描述来理解并且将从本公开的示例性实施例变得更加清楚。此外，容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所示的装置来实现。技术解决方案根据本公开，提供了一种可变夹具，所述可变夹具根据二次电池的充放电循环而测量由所述二次电池的膨胀导致的反作用力和厚度变化量，其特征在于，所述可变夹具包括：可变上夹具，所述可变上夹具被构造成能够在竖直方向上移动；可变下夹具，所述可变下夹具位于所述可变上夹具的下方，并且与所述可变上夹具间隔开预定距离以形成用于所述二次电池的保持空间；可变基部构件，所述可变基部构件位于所述可变下夹具的下方，并且与所述可变下夹具间隔开预定距离；可变测量构件，所述可变测量构件被介入在所述可变基部构件和所述可变下夹具之间，以当所述二次电池被充放电时根据所述二次电池的膨胀而测量反作用力；以及弹性构件，所述弹性构件联接到所述可变上夹具以在与所述可变上夹具的移动相反的方向上给出恢复力。在本公开的一个方面中，提供了一种用于预测由二次电池的膨胀引起的电池模块的变形的装置，电池模块在模块壳体中具有至少一个二次电池，该装置包括：单体评估模块，其被构造成推导出单个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系；壳体评估模块，其被构造成推导出施加到模块壳体的载荷与模块壳体的宽度变化量之间的关系；以及预测模块，其被构造成通过使用由单体评估模块推导出的电池的厚度变化量与反作用力之间的关系以及由壳体评估模块推导出的模块壳体的载荷与宽度变化量之间的关系来预测电池模块的变形量。在此，单体评估模块可以以奇异曲线(singularcurve)形式推导出厚度变化量与反作用力之间的关系。此外，壳体评估模块可以以奇异曲线形式推导出模块壳体的载荷与宽度变化量之间的关系。此外，预测模块可以检查由单体评估模块推导出的奇异曲线与由壳体评估模块推导出的奇异曲线的交点，并且通过使用所检查的交点来预测电池模块的变形量。此外，电池模块可以包括多个二次电池，并且预测模块可以将由单体评估模块推导出的单个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系转换成包括在电池模块中的全部二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系，并且通过使用所转换的全部二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系来预测电池模块的变形量。此外，二次电池可以被设置成竖立并且被布置成在模块壳体中沿着横向方向堆叠，并且壳体评估模块可以推导出宽度变化量与施加到模块壳体的右侧和左侧的载荷之间的关系。此外，模块壳体可以包括两个端板，该两个端板具有板形并且分别位于二次电池在堆叠方向上的两端处，并且壳体评估模块可以推导出宽度变化量与施加到端板的载荷之间的关系。此外，预测模块可以预测电池模块的宽度变化量与施加到模块壳体的载荷，作为电池模块的变形量。此外，根据本公开的用于预测电池模块的变形的装置可以进一步包括验证模块，其被构造成将由预测模块预测的电池模块的变形量与预先存储的基准值进行比较。有利效果根据本公开的实施例，当二次电池被反复充电和放电时，在二次电池中产生气体，并且当出现膨胀现象使得二次电池膨胀时，可以更准确、更高效且更快速地预测所造成的电池模块的变形量。因此，根据本公开的实施例，通过在电池模块设计上反映所预测的电池模块的变形量，可以得到更加稳定的电池模块结构。附图说明附图示出本公开的优选实施例，并且连同前述公开一起用来提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此本公开不应解释为限于附图。图1是示出一般的袋型二次电池的分解透视图。图2示出组装状态下的图1的袋型二次电池。图3是示意性示出根据本公开的实施例的用于预测电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于二次电池的可变夹具，所述可变夹具根据二次电池的充放电循环而测量由所述二次电池的膨胀导致的反作用力和厚度变化量，其特征在于，所述可变夹具包括：可变上夹具，所述可变上夹具被构造成能够在竖直方向上移动；可变下夹具，所述可变下夹具位于所述可变上夹具的下方，并且与所述可变上夹具间隔开预定距离以形成用于所述二次电池的保持空间；可变基部构件，所述可变基部构件位于所述可变下夹具的下方，并且与所述可变下夹具间隔开预定距离；可变测量构件，所述可变测量构件被介入在所述可变基部构件和所述可变下夹具之间，以当所述二次电池被充放电时根据所述二次电池的膨胀而测量反作用力；以及弹性构件，所述弹性构件联接到所述可变上夹具以在与所述可变上夹具的移动相反的方向上给出恢复力。

【技术特征摘要】
2017.01.24 KR 10-2017-00112291.一种用于二次电池的可变夹具，所述可变夹具根据二次电池的充放电循环而测量由所述二次电池的膨胀导致的反作用力和厚度变化量，其特征在于，所述可变夹具包括：可变上夹具，所述可变上夹具被构造成能够在竖直方向上移动；可变下夹具，所述可变下夹具位于所述可变上夹具的下方，并且与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金东延，孔镇鹤，崔容硕，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：新型
国别省市：韩国,KR