[实用新型]一种电芯膨胀力测试装置

说明书

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电芯膨胀力测试装置，包括顶板、活动板、底板、固定杆、激光发射器、标尺和反射镜，顶板、活动板和底板由上至下相互平行设置，固定杆贯穿于顶板、活动板和底板之间，固定杆上设置有上锁紧件和下锁紧件，顶板与活动板之间连接有弹性件，顶板开设有用于激光通过的镂空区域，反射镜设置在活动板的上表面，底板和活动板之间设置有容纳电芯的空间；激光发射器和标尺相对设置，激光发射器射出的光线经过镂空区域到达反射镜再反射到标尺。通过电芯膨胀前后标尺的读数差和弹性件的形变量即可计算出电芯的膨胀力，标尺上的读数差可放大电芯膨胀产生的微小形变，增加测试结果的准确性，减小读数误差。

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电芯膨胀力测试装置。

背景技术

锂离子电池由于比能量密度高、寿命长等优点，成为新能源汽车的首选。锂电池的基本原理是依靠锂离子在正负极的“穿梭”效应，充电时锂离子在负极嵌锂储能，放电是在负极脱嵌释放能量。在锂电池使用过程中，负极会由于嵌锂而出现膨胀反弹，导致电芯厚度增加，这在电芯组装成电芯组即PACK工艺中将成倍扩大，容易造成模组损坏而无法工作，甚至导致安全事故。如果能够实现监测到电芯的最大膨胀或膨胀产生的最大应力，那么在设计PACK时选取对应强度的材质，则可以将此风险降至最低。测量电池的厚度膨胀可以监控电芯循环前后的厚度，但动力电池循环寿命少则3000次，多则8000次，这使得厚度测量变成一件十分繁琐的事情。

专利106532156A了提供一种动力电池膨胀测量装置，通过层板设置及弹簧、压力传感器、位移传感器等测量电芯的膨胀和厚度变化，具有精度高的特点，但是整体设备复杂且需要传感器配合实时记录，价格昂贵。专利201811107820.5提供一种锂离子电池膨胀位移测试装置，通过设置弹簧及导柱刻度，可以十分方便的读取电芯膨胀厚度，但是对于软包电池来说，其厚度通常≤50mm，寿命周期内的最大膨胀厚度为7.5mm，循环周期内的最大膨胀厚度为1.5mm，因此，通过导柱刻度直接读数会导致误差较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种电芯膨胀力测试装置，能够记录电芯的膨胀状态，可以更好的为PACK设计提供支撑数据。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电芯膨胀力测试装置，包括顶板、活动板、底板、固定杆、激光发射器、标尺和反射镜，所述顶板、所述活动板和所述底板由上至下相互平行设置，所述固定杆贯穿于所述顶板、所述活动板和所述底板之间，所述固定杆上设置有用于固定所述顶板的上锁紧件和用于固定所述底板的下锁紧件，所述顶板与所述活动板之间连接有弹性件，所述顶板开设有用于激光通过的镂空区域，所述反射镜设置在所述活动板的上表面，所述底板和所述活动板之间设置有容纳电芯的空间；所述激光发射器和所述标尺相对设置，所述激光发射器射出的光线经过所述镂空区域到达所述反射镜再反射到所述标尺。

作为本实用新型所述的电芯膨胀力测试装置的一种改进，所述顶板可上下移动地设置在所述固定杆上，所述底板固定设置在所述固定杆上。电芯放在底板上，活动板和顶板可以根据软包电芯的厚度情况进行调节，满足不同厚度电芯膨胀力的测试需求。

作为本实用新型所述的电芯膨胀力测试装置的一种改进，所述上锁紧件压合在所述顶板的上表面。上锁紧件可设置为螺母，施加给螺母一个初始压力，螺母被拧紧时压力传递给弹性件，弹性件的弹力传递给层板，最后施加在电芯上，可确保未膨胀电芯的受力均匀，便于后续电芯膨胀力的测量。上锁紧件对顶板施加的初始压力为F0。

作为本实用新型所述的电芯膨胀力测试装置的一种改进，所述固定杆的数量为4个，所述固定杆分别均匀设置在所述顶板、所述活动板和所述底板的四个端点处。