电池原位应力测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于电池测试装置技术领域，尤其涉及一种电池原位应力测试装置，包括主舱体、观察窗、待测电极安装件和对电极安装件，主舱体的内部设有容置腔，容置腔的顶部设有顶开口及两侧部分别设有第一侧开口和第二侧开口，观察窗封盖于顶开口上并与主舱体密封连接；待测电极安装件从第一侧开口插入容置腔内且封盖于第一侧开口，待测电极安装件上设有用于承载待测电极并位于观察窗下方的基片；对电极安装件从第二侧开口插入容置腔内且封盖于第二侧开口，对电极安装件与待测电极安装件间隔设置。本实用新型专利技术的电池原位应力测试装置，其结构简单，且能够实现对电极的应力进行测试。

In-situ Stress Testing Device for Batteries

【技术实现步骤摘要】
电池原位应力测试装置
本技术属于电池测试装置
，尤其涉及一种电池原位应力测试装置。
技术介绍
锂离子电池，由于具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点，已广泛应用于便携式电子设备(如手机、照相机、摄像机、笔记本电脑等)和电动工具等领域，并逐步向电动自行车、电动汽车等新能源储能领域拓展。随着新能源汽车的大力推广和发展，对动力锂离子电池的需求与日剧增，研究和开发新一代高能量、高功率、长循环寿命的动力锂离子电池迫在眉睫，已成为全世界科学家和企业家研究的热点。锂离子电池由正负极材料、电解液、隔膜、集流体、粘结剂、导电剂、电池壳、极耳等部分构成。充电时，锂离子从正极材料脱嵌，经过电解液嵌入负极材料中，负极处于富锂状态；放电时，锂离子又从负极材料脱嵌，经过电解液嵌入正极材料中，正极处于富锂状态。锂离子的嵌入和脱嵌使电极产生应力，反复的充放电产生反复的拉压应力，使得电极逐渐开始粉化，造成电池寿命降低，能量降低，更甚至导致电池失效。为了进一步提升电池的高能量、高功率、长循环寿命等性能，使其更充分的满足数码产品、电动工具、储能和汽车用电池的要求，需要深入研究电池在充放电过程中电极的应力，以及实时的检测充放电中的应力变化。通过这些检测结果可以反馈与锂离子电池的研发中，最有效的进行降低应力对电池的影响的研究，为研究高能量、高功率、长循环寿命的电池材料提供方向。目前已有的可以原位测试电池应力的装置一般包括应变传感器探头组件、应变传感器探头光纤组件、箱体、模数转换器、单片机与上位机；应变传感器探头组件的输出端和应变传感器探头光纤组件的一端连接，应变传感器探头光纤组件的另一端和箱体内各个应变传感器的输入端连接，箱体内各个应变传感器的输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端和单片机的输入端连接，单片机的输出端和上位机连接。该种装置主要是应用于比较大型的软包电池且使用应变传感器测量的是电池某个位置的整体应力情况，无法测出具体电极的应力，且应力值准确性受到感应器的敏感程度与安装方法的影响。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种电池原位应力测试装置，旨在解决现有技术中的电池应力测试装置结构复杂且无法有效测试电极应力的技术问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种电池原位应力测试装置，包括主舱体、观察窗、待测电极安装件和对电极安装件，所述主舱体的内部设有容置腔，所述容置腔的顶部设有顶开口以及两侧部分别设有第一侧开口和第二侧开口，所述观察窗封盖于所述顶开口上并与所述主舱体密封连接；所述待测电极安装件从所述第一侧开口插入所述容置腔内且封盖于所述第一侧开口并与所述主舱体密封连接，所述待测电极安装件上设有用于承载待测电极并位于所述观察窗下方的基片；所述对电极安装件从所述第二侧开口插入所述容置腔内且封盖于所述第二侧开口并与所述主舱体密封连接，所述对电极安装件与所述待测电极安装件间隔设置。优选地，所述待测电极安装件包括待测电极托和连接于所述待测电极托一端的待测电极托头，所述待测电极托从所述第一侧开口插入所述容置腔内并与所述待测电极安装件间隔设置，所述基片设于所述待测电极托上，所述待测电极托头封盖于所述第一侧开口上并通过第一紧固组件与所述主舱体密封连接。优选地，所述待测电极托头的内侧面设有第一环形槽，所述第一环形槽内容置有第一密封圈，所述主舱体的第一侧部与所述第一密封圈抵接。优选地，所述第一紧固组件包括第一螺柱和第一螺母，所述第一螺柱呈水平状固定于所述主舱体的第一侧部，所述待测电极托头上设有第一穿孔，所述第一螺柱穿过所述第一穿孔并与所述第一螺母适配连接，所述第一螺母与所述待测电极托头的外侧面抵接。优选地，所述待测电极托上设有通孔，所述通孔的相对两内侧形成有台阶，所述基片设于所述通孔内并放置在所述台阶上。优选地，所述对电极安装件包括对电极托和连接于所述对电极托一端的对电极托头，所述对电极托从所述第二侧开口插入所述容置腔内并与所述待测电极托间隔设置，所述待测电极托头封盖于所述第二侧开口上并通过第二紧固组件与所述主舱体密封连接。优选地，所述对电极托头的内侧面设有第二环形槽，所述第二环形槽内容置有第二密封圈，所述主舱体的第二侧部与所述第二密封圈抵接。优选地，所述第二紧固组件包括第二螺柱和第二螺母，所述第二螺柱呈水平状固定于所述主舱体的第二侧部，所述对电极托头上设有第二穿孔，所述第二螺柱穿过所述第二穿孔并与所述第二螺母适配连接，所述第二螺母与所述对电极托头的外侧面抵接。优选地，所述待测电极托呈U形状，且呈U形状的所述待测电极托的敞开口朝下，所述对电极托呈长条状，呈长条状的所述对电极托伸入呈U形状的所述待测电极托的敞开口内并与呈U形状的所述待测电极托间隔设置。优选地，所述主舱体的顶部设有位于顶开口周缘的沉槽，所述沉槽的形状与所述观察窗的形状相适配，所述观察窗容置于所述沉槽内；所述电池原位应力测试装置还包括窗盖，所述窗盖压紧所述观察窗并通过顶紧固组件与所述主舱体的顶部固定连接，且所述窗盖上开设有正对所述观察窗的窗口。优选地，所述沉槽的槽底壁设有顶环形槽，所述顶环形槽内容置有顶密封圈，所述观察窗的底面与所述顶密封圈抵接。优选地，所述顶紧固组件包括螺栓和顶螺母，所述主舱体上设有呈竖直状的竖直穿孔，所述窗盖上设有顶穿孔，所述螺栓从所述主舱体的底部穿过所述竖直穿孔和所述顶穿孔并与所述顶螺母适配连接，所述顶螺母与所述窗盖的顶面抵接。本技术的有益效果：本技术的电池原位应力测试装置，测试时，先将待测电极材料涂覆在(可采用PVD，刮涂等方法)基片的背面，然后将基片设置在待测电极安装件上，再将待测电极安装件从第一侧开口插入容置腔内且封盖于第一侧开口并与主舱体密封连接；然后将对电极材料涂覆或者绑定在对电极电极安装件，再将对电极安装件从第二侧开口插入容置腔内且封盖于第二侧开口并与主舱体密封连接；接着将观察窗封盖于顶开口上并与主舱体的顶部密封连接，再接着注入且注满电解液至容置腔内，最后将电池测试系统和该装置的待测电极安装件和对电极安装件连接，将接好线的装置放在光杠杆应力测试仪的相应位置，即可进行充放电和应力测试。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的电池原位应力测试装置的结构示意图。图2为本技术实施例提供的电池原位应力测试装置的剖切视图。图3为本技术实施例提供的电池原位应力测试装置的结构分解示意图。图4为本技术实施例提供的电池原位应力测试装置的主舱体的结构示意图。图5为本技术实施例提供的电池原位应力测试装置的待测电极安装件的结构示意图。图6为本技术实施例提供的电池原位应力测试装置对锡石墨双离子电池的电极进行测试时的充放电曲线图。图7为本技术实施例提供的电池原位应力测试装置的对锡石墨双离子电池的电极进行测试时的应力曲线图。图8为本技术实施例提供的电池原位应力测试装置对铝石墨双离子电池的电极进行测试时的充放电曲线图。图9为本技术实施例提供的电池原位应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池原位应力测试装置，其特征在于：包括主舱体、观察窗、待测电极安装件和对电极安装件，所述主舱体的内部设有容置腔，所述容置腔的顶部设有顶开口以及两侧部分别设有第一侧开口和第二侧开口，所述观察窗封盖于所述顶开口上并与所述主舱体密封连接；所述待测电极安装件从所述第一侧开口插入所述容置腔内且封盖于所述第一侧开口并与所述主舱体密封连接，所述待测电极安装件上设有用于承载待测电极并位于所述观察窗下方的基片；所述对电极安装件从所述第二侧开口插入所述容置腔内且封盖于所述第二侧开口并与所述主舱体密封连接，所述对电极安装件与所述待测电极安装件间隔设置。

【技术特征摘要】
1.一种电池原位应力测试装置，其特征在于：包括主舱体、观察窗、待测电极安装件和对电极安装件，所述主舱体的内部设有容置腔，所述容置腔的顶部设有顶开口以及两侧部分别设有第一侧开口和第二侧开口，所述观察窗封盖于所述顶开口上并与所述主舱体密封连接；所述待测电极安装件从所述第一侧开口插入所述容置腔内且封盖于所述第一侧开口并与所述主舱体密封连接，所述待测电极安装件上设有用于承载待测电极并位于所述观察窗下方的基片；所述对电极安装件从所述第二侧开口插入所述容置腔内且封盖于所述第二侧开口并与所述主舱体密封连接，所述对电极安装件与所述待测电极安装件间隔设置。2.根据权利要求1所述的电池原位应力测试装置，其特征在于：所述待测电极安装件包括待测电极托和连接于所述待测电极托一端的待测电极托头，所述待测电极托从所述第一侧开口插入所述容置腔内并与所述待测电极安装件间隔设置，所述基片设于所述待测电极托上，所述待测电极托头封盖于所述第一侧开口上并通过第一紧固组件与所述主舱体密封连接。3.根据权利要求2所述的电池原位应力测试装置，其特征在于：所述待测电极托头的内侧面设有第一环形槽，所述第一环形槽内容置有第一密封圈，所述主舱体的第一侧部与所述第一密封圈抵接。4.根据权利要求2所述的电池原位应力测试装置，其特征在于：所述第一紧固组件包括第一螺柱和第一螺母，所述第一螺柱呈水平状固定于所述主舱体的第一侧部，所述待测电极托头上设有第一穿孔，所述第一螺柱穿过所述第一穿孔并与所述第一螺母适配连接，所述第一螺母与所述待测电极托头的外侧面抵接。5.根据权利要求2所述的电池原位应力测试装置，其特征在于：所述待测电极托上设有通孔，所述通孔的相对两内侧形成有台阶，所述基片设于所述通孔内并放置在所述台阶上。6.根据权利要求2所述的电池原位应力测试装置，其特征在于：所述对电极安装件包括对电极托和连接于所述对电极托一端的对电...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永炳，蒋春磊，石磊，方月，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：广东,44