对电池进行CT测试的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及电池技术领域，特别涉及一种对电池进行CT测试的装置。包括上盖、上压头、套筒、下压头及下盖，其中套筒的两端插设有上压头和下压头，上压头的外侧设有上盖，下压头的外侧设有下盖，上盖和下盖分别与套筒的两端螺纹连接，套筒内用于安装电池。本实用新型专利技术能够平行于隔膜方向对电池进行CT观测的装置，同时，能够记录这个过程中电池内部的压力变化，以更好地研究锂电池的枝晶生长情况，为解决锂枝晶的生长提供基础数据。

【技术实现步骤摘要】
对电池进行CT测试的装置
本技术涉及电池
，特别涉及一种对电池进行CT测试的装置。技术背景锂电池在充放电过程中会生长枝晶，刺穿隔膜，进而导致电池失效，更严重的会造成局部短路，引起电池发热、甚至起火爆炸。同时，电池在充放电过程中、锂枝晶生长过程中均会引起电池内部形貌变化，宏观来看，即电池发生膨胀或收缩。现代测试技术的发展，尤其是CT技术的发展使得可以原位的观察电池内部的形貌变化，但对圆柱电池而言，由于其较厚的金属外壳能够明显吸收CT测试过程中的X射线，导致CT成像不清，信噪比较低；对软包电池而言，其不论是软包电池的几何平面(即隔膜平面)与CT成像传感器平行相置，还是垂直相置(图11所示，软包电池几何平面与CT成像传感器几何位置关系示意图)，层层的金属集流体也将大幅度吸收CT测试过程中的X射线，使得图像分辨率下降成像质量较差。当降低软包电池的层数时，由于层数的降低使得中间层的受压情况与真实电池相差较大，因材，不能高还原度的反映出电池内部的压力和形貌变化。工业上对成品软包电池进行CT测试时，均采用超大功率平面源CT测试装置，其装置主体异常庞大，功耗非常高。这种装置是不适在基础研究的学校和研究所使用。目前作为基础研究的主战场，学校和研究所所研究的电池以扣电和薄层软包为主，扣电的不锈钢外壳也能大幅度吸收实验用CT测试装置的X射线，而薄层软包电池由于层数较少，离真实商用的软包电池相差较大。因此，如何能去除电池的金属外壳或者对电池原位加压而又不阻挡X射线的通过，成为解决这一问题的关键。进一步的，目前尚无有效的实验用对电池进行CT测试的夹具。将薄层软包电池置于CT测试装置中时，当其几何平面与CT成像传感器垂直时，在CT映像重构过程中才能很好的反应锂电池枝晶的生长情况。但真是的情况是由于电池面积较大，很能做到其几何平面在测试的旋转过程中始终与CT成像传感器相垂直。虽然软件能够消除旋转时轴心偏移带来的误差，但对于生长尺度只有微米，亚微米的锂枝晶而言，有很大一部分枝晶信息被软件重构修正过程中错误的抹掉。锂电池在发生枝晶刺穿时以垂直于隔膜的生长为主，因此，若能平行于电池的几何平面(即隔膜平面)观测则可以非常清晰的得到整个锂枝晶的生长及发展过程。为了解决上述问题，有必要提供一种能够平行于隔膜方向对电池进行CT观测的装置，同时，在测试过程中能够对电池加压，或者记录这个过程中电池内部的压力变化，以更好地研究锂电池的枝晶生长情况，为解决锂枝晶的生长提供基础数据。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的在于提供一种对电池进行CT测试的装置。该装置能够平行于隔膜方向对电池进行CT观测的装置，同时，能够记录这个过程中电池内部的压力变化，以更好地研究锂电池的枝晶生长情况，为解决锂枝晶的生长提供基础数据。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种对电池进行CT测试的装置，包括上盖、上压头、套筒、下压头及下盖，其中套筒的两端插设有上压头和下压头，所述上压头的外侧设有上盖，所述下压头的外侧设有下盖，所述上盖和所述下盖分别与所述套筒的两端螺纹连接，所述套筒内用于安装电池。所述上压头与所述上盖之间设有压力传感器。所述上盖的内壁上设有上盖螺纹，所述上盖的内侧底部设有与所述压力传感器接触的上盖加压面；所述上盖的侧壁上设有上盖导线引出孔。所述套筒为中间细、两头粗的结构，并且沿轴线设有套筒贯穿孔。所述套筒采用绝缘材料制成。所述上压头和所述下压头为T型结构，均包括压头立柱和设置于所述压头立柱端部的压头受压面，所述压头立柱插设于所述套筒内。所述上盖、上压头、下压头及下盖均采用金属材料制成。所述上压头和所述下压头采用洛氏硬度大于35的金属材料制成。所述上盖和所述下盖采用不锈钢材料。所述上盖和所述下盖分别与电池测试仪的正、负极连接，进行测试。本技术的优点及有益效果是：本技术能够平行于隔膜方向对电池进行CT观测的装置，同时，能够记录这个过程中电池内部的压力变化，以更好地研究锂电池的枝晶生长情况，为解决锂枝晶的生长提供基础数据。附图说明图1是本技术对电池进行CT测试的装置的结构示意图；图2是本技术对电池进行CT测试的装置的爆炸图；图3是本技术中上盖的结构示意图；图4是本技术中压力传感器的结构示意图；图5是本技术中上压头的结构示意图；图6是本技术中套筒的结构示意图；图7是本技术下压头的结构示意图；图8是本技术中下盖的结构示意图；图9是本技术的测试过程示意图；图10是本技术的组装示意图；图11是软包电池几何平面与CT成像传感器几何位置关系示意图:(a)为软包电池几何平面与CT成像传感器相互垂直的示意图；(b)为软包电池几何平面与CT成像传感器相互平行的示意图。图中：1为上盖，101为上盖导线引出孔，102为上盖螺纹，103为上盖加压面，2为压力传感器，201为压力传感器上端面，202为压力传感器下端面，203为压力传感器信号线，3为上压头，301为上压头立柱，302为上压头受压面，4为套筒，401为套筒贯穿孔，402为套筒上螺纹，403为套筒下螺纹，5为下压头，501为下压头立柱，502为下压头受压面，6为下盖，601为下盖螺纹，602为下盖加压面。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。如图1-2所示，本技术提供的一种对电池进行CT测试的装置，包括上盖1、上压头3、套筒4、下压头5及下盖6，其中套筒4的两端插设有上压头3和下压头5，上压头3的外侧设有上盖1，下压头5的外侧设有下盖6，上盖1和下盖6分别与套筒4的两端螺纹连接，套筒4内用于安装电池。进一步地，上压头3与上盖1之间设有压力传感器2，通过上盖1和下盖6压紧电池两端的的上压头3和下压头5，将压力传感器2贴合在上压头3，并且通过压力传感器2传递压力数值。如图3所示，上盖1的内壁上设有上盖螺纹102，上盖1的内侧底部设有与压力传感器2接触的上盖加压面103；上盖1的侧壁上设有上盖导线引出孔104。如图4所示，压力传感器2包括压力传感器上端面201、压力传感器下端面202及压力传感器信号线203，压力传感器信号线203由上盖导线引出孔104引出。为了防止上压头3和下压头5晃动，保证压力平面平行，上压头3和下压头5采用T型结构，均包括压头立柱和设置于压头立柱端部的压头受压面，压头立柱插设于套筒内。具体为：如图5所示，上压头3包括上压头立柱301和连接在上压头立柱301端部的上压头受压面302；如图7所示，下压头5包括下压头立柱501及连接在下压头立柱501端部的下压头受压面502。如图8所示，下盖6的内壁上设有下盖螺纹601，下盖6的内侧底部设有下盖加压面602。如图6所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对电池进行CT测试的装置，其特征在于，包括上盖(1)、上压头(3)、套筒(4)、下压头(5)及下盖(6)，其中套筒(4)的两端插设有上压头(3)和下压头(5)，所述上压头(3)的外侧设有上盖(1)，所述下压头(5)的外侧设有下盖(6)，所述上盖(1)和所述下盖(6)分别与所述套筒(4)的两端螺纹连接，所述套筒(4)内用于安装电池。/n

【技术特征摘要】
1.一种对电池进行CT测试的装置，其特征在于，包括上盖(1)、上压头(3)、套筒(4)、下压头(5)及下盖(6)，其中套筒(4)的两端插设有上压头(3)和下压头(5)，所述上压头(3)的外侧设有上盖(1)，所述下压头(5)的外侧设有下盖(6)，所述上盖(1)和所述下盖(6)分别与所述套筒(4)的两端螺纹连接，所述套筒(4)内用于安装电池。


2.根据权利要求1所述的对电池进行CT测试的装置，其特征在于，所述上压头(3)与所述上盖(1)之间设有压力传感器(2)。


3.根据权利要求2所述的对电池进行CT测试的装置，其特征在于，所述上盖(1)的内壁上设有上盖螺纹(102)，所述上盖(1)的内侧底部设有与所述压力传感器(2)接触的上盖加压面(103)；所述上盖(1)的侧壁上设有上盖导线引出孔(104)。


4.根据权利要求2所述的对电池进行CT测试的装置，其特征在于，所述套筒(4)为中间细、两头粗的结构，并且沿轴线设有套筒贯穿孔(401)。

【专利技术属性】
技术研发人员：崔光磊，辛云川，李杰东，徐红霞，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：新型
国别省市：山东;37