电芯循环膨胀检测方法及其检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及锂离子电芯生产技术领域，提供了一种电芯循环膨胀检测方法及其检测装置。该检测方法包括以下步骤：电芯放置在测厚板与底板之间，减小两者之间的距离，直至电芯受到的压力为初始预紧力，测出电芯初始厚度值；对电芯循环充放电，测量电芯的循环膨胀力；调节测厚板，直至电芯受到的压力为初始预紧力，测量测厚板与底板之间的距离。该检测装置包括底板、转接板和导向轴，转接板与导向轴滑动配合，转接板上设有测厚板和压力测量装置，转接板上设有调节机构。本申请通过压力测量装置测量电芯的膨胀力，转接板可移动设置，通过转接板的移动距离得出电芯的膨胀厚度，进而有效的解决了电芯长期充放电循环的膨胀力和膨胀率的不能同步检测问题。

Test method and device for cyclic expansion of electric core

【技术实现步骤摘要】
电芯循环膨胀检测方法及其检测装置
本专利技术涉及锂离子电芯生产
，具体涉及一种电芯循环膨胀检测方法及其检测装置。
技术介绍
目前锂离子电芯的发展和推广应用首要前提在两个方面：电芯安全性和可靠性，因此，电芯在全生命周期中的产气和膨胀问题是产品开发中的一个关注点。电芯在使用时需组成电池模组，电芯以串并联方式结合组装成电池模组。模组框架内的固定端板之间通过激光焊接的方式进行连接，焊接效果取决于本身固有的焊接强度，此强度要高于电芯膨胀对端板产生的最大压力值，也就是电芯的膨胀力上限值Fmax。模组端板材料有着本身固有的极限形变量，电芯的膨胀形变超过此数值，结构就会破坏失效。模组内部端板与电芯之间设有缓冲垫，为电芯的膨胀变形提供一定的缓冲空间，端板极限形变量加上缓冲垫的极限压缩值限定了电芯膨胀厚度的上限值Lmax。因此，为了避免模组损坏，电芯的最大膨胀力和最大膨胀厚度应分别低于Fmax和Lmax。由此可见，电芯的膨胀力和膨胀率数据对于电芯、模组乃至电池包的安全设计至关重要。目前电芯通常采用三片式平行板带传感器夹具来检测电芯循环过程的膨胀力。但是在测量过程中，由于电芯外包装的(如铝塑膜等)特性，导致电芯测量表面不平整，测量时容易出现测试误差；且该种测量方式对于电芯的膨胀力和膨胀率不能进行同步检测，从而影响对电芯全寿命周期的膨胀安全性能分析。
技术实现思路
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电芯循环膨胀检测方法及其检测装置。上述电芯循环膨胀检测方法包括以下步骤：步骤一，将电芯放置在测厚板与底板之间，减小测厚板与底板之间的距离，直至测厚板对电芯施加的压力为初始预紧力，测出电芯初始厚度值；步骤二，通过电芯循环测试设备对电芯进行循环充放电，测量电芯的循环膨胀力；步骤三，增加测厚板与底板之间的距离，直至测厚板施加在电芯上的压力为初始预紧力，测量测厚板与底板之间的距离，计算出电芯的膨胀率。可选的，在电芯进行循环充放电过程中，设定电芯的循环充放电周期，经过每个循环充放电周期后，测量得到的电芯的循环膨胀力记为Ft，电芯的膨胀厚度记为Lt，经过每个循环周期的测量后，重复步骤一至步骤三，得到多次测量结果，直至Ft≥Fmax或者Lt≥Lmax或者通过电芯循环测试设备测得电芯达到使用寿命。可选的，设定电芯的循环充放电周期，经n个循环充放电周期的测量后，如果电芯未达到使用寿命前，电芯的膨胀力或膨胀厚度超过上限值，需对电芯的体系进行重新设计；如果电芯达到使用寿命，此时，电芯的膨胀力和变形量均等于或低于上限值时，电芯符合设计要求。可选的，检测前，通过对电芯表面施加初始预紧力，使得电芯表面平整。可选的，在步骤一中，测厚板与底板平行设置，测厚板远离底板的一侧设置压力传感器，通过对压力传感器施加外力，减少测厚板与底板之间的距离，直至测厚板与电芯接触，且压力传感器显示的数值与初始预紧力相同。可选的，在步骤二中，测厚板和底板的相对位置不变，电芯膨胀，电芯朝向测厚板和底板施加的力逐渐增加，通过测得电芯对测厚板和/或底板施加的压力得出电芯的循环膨胀力。上述电芯循环膨胀检测装置包括间隔设置的底板和转接板，底板和转接板之间通过多根导向轴连接，转接板与导向轴滑动配合，转接板朝向底板的一侧设有测厚板，转接板与测厚板之间设有压力测量装置，转接板上设有用于调节转接板与底板之间距离的调节机构。可选的，转接板远离底板的一侧设有顶板，导向轴的端部伸出转接板并与顶板连接。可选的，调节机构包括垂直于转接板的螺杆，螺杆的一端用于抵住转接板远离底板的一侧，另一端伸出顶板，顶板上设有与螺杆相匹配的螺孔。可选的，底板朝向测厚板的一侧设有用于放置电芯的第一绝缘板，测厚板与第一绝缘板相对应的位置处设有第二绝缘板。本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请通过压力测量装置测量电芯的膨胀力，转接板可移动设置，通过转接板的移动距离得出电芯的膨胀厚度，进而有效的解决了软包电芯长期充放电循环的膨胀力和膨胀率不能同步检测问题，同时对软包电芯、电池模组的安全设计提供了重要的参考依据。附图说明图1是本专利技术一实施方式中电芯循环膨胀检测装置的示意图；图2是本专利技术一实施方式中电芯循环膨胀检测方法的流程图。附图标记：1、顶板；2、转接板；3、底板；31、第一绝缘板；4、测厚板；41、第二绝缘板；5、压力测量装置；6、导向轴；7、直线轴承；8、螺杆。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。结合图1和图2所示，本申请实施例提供的电芯循环膨胀检测方法包括以下步骤：步骤一，将电芯放置在测厚板4与底板3之间，减小测厚板4与底板3之间的距离，直至测厚板4对电芯施加的压力为初始预紧力，测出电芯初始厚度值。其中，电芯的初始预紧力为检测前设置的一个基础参数，通过测厚板4朝向电芯施加预紧力，使得测厚板4压实电芯，电芯表面平整，避免测厚板4与电芯之间出现间隙，使得电芯的膨胀力与测厚板4对电芯的压力相同，增加膨胀力测量的准确性。同时，可获得电芯的初始厚度值，并使电芯侧面更平整，用于准确测量电芯厚度的变化情况。具体地，测厚板4与底板3平行设置，避免出现测量误差。测厚板4与底板3之间可相对移动，即底板3的位置固定，测厚板4可沿着测厚板4与底板3所在平面的垂直线方向移动；或者测厚板4的位置固定，底板3可沿着测厚板4与底板3所在平面的垂直线方向移动。电芯受到的压力可通过压力传感器进行测量，具体地，在测厚板4远离底板3的一侧设置压力传感器，通过对压力传感器施加外力，使其朝向电芯的方向移动，当测厚板4与电芯接触时，测厚板4的位置不变，压力传感器受到的压力增加，显示的数值增大，直至压力传感器显示的数值与初始预紧力相同，测出电芯的初始厚度值。反之，也可将压力传感器设置在底板3上进行测量。且在测量后，对于压力传感器施加的压力始终保持不变，便于后续测量。电芯的厚度值可通过手持测量工具进行测量，或者通过测量设备进行测量，增加测量的准确性。步骤二，通过电芯循环测试设备对电芯进行循环充放电，测量电芯的循环膨胀力。其中，电芯循环测试设备为现有技术中较为常见的设备，与电芯的极耳连接，用于电芯的充放电实验，由于该种设备及功能在现有技术中较为常见，因此，未作过多的描述。电芯的循环膨胀力通过设置在测厚板4或底板3上的压力传感器进行测量，具体地，在循环充放电过程中，测厚板4和底板3的相对位置保持不变，电芯膨胀，使得电芯朝向测厚板4和底板3施加的力逐渐增加，进而通过压力传感器实时检测压力的变化情况，压力传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电芯循环膨胀检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一，将电芯放置在测厚板与底板之间，减小测厚板与底板之间的距离，直至测厚板对电芯施加的压力为初始预紧力，测出电芯初始厚度值；/n步骤二，通过电芯循环测试设备对电芯进行循环充放电，测量电芯的循环膨胀力；/n步骤三，增加测厚板与底板之间的距离，直至测厚板施加在电芯上的压力为初始预紧力，测量测厚板与底板之间的距离，计算出电芯的膨胀率。/n

【技术特征摘要】
1.一种电芯循环膨胀检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将电芯放置在测厚板与底板之间，减小测厚板与底板之间的距离，直至测厚板对电芯施加的压力为初始预紧力，测出电芯初始厚度值；
步骤二，通过电芯循环测试设备对电芯进行循环充放电，测量电芯的循环膨胀力；
步骤三，增加测厚板与底板之间的距离，直至测厚板施加在电芯上的压力为初始预紧力，测量测厚板与底板之间的距离，计算出电芯的膨胀率。


2.根据权利要求1所述的电芯循环膨胀检测方法，其特征在于，在电芯进行循环充放电过程中，设定电芯的循环充放电周期，经过每个循环充放电周期后，测量得到电芯的循环膨胀力记为Ft，电芯的膨胀厚度记为Lt，经过每一个充放电周期的测量后，重复步骤一至步骤三，得到多次测量结果，直至Ft≥Fmax或者Lt≥Lmax或者通过电芯循环测试设备测得电芯达到使用寿命。


3.根据权利要求2所述的电芯循环膨胀检测方法，其特征在于，设定电芯的循环充放电周期，经n个循环充放电周期的测量后，如果电芯未达到使用寿命前，电芯的膨胀力或膨胀厚度超过上限值，需对电芯的体系进行重新设计；如果电芯达到使用寿命，此时，电芯的膨胀力和膨胀厚度均等于或低于上限值时，电芯符合要求。


4.根据权利要求1所述的电芯循环膨胀检测方法，其特征在于，检测前，通过对电芯表面施加初始预紧力，使得电芯表面平整。


5.根据权利要求1所述的电芯循环膨胀检测方法，其特征在于，在所述步骤一中，测...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小康，周成，朱玉洲，
申请(专利权)人：桑德新能源技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11