[发明专利]电芯挤压测试夹具、测试装置及其测试方法

说明书

本发明公开了一种电芯挤压测试夹具、测试装置及其测试方法，其中，电芯挤压测试夹具包括卷芯固定组件，卷芯固定组件包括支撑件和活动组件；活动组件安装于支撑件并与支撑件围合形成夹持空间，活动组件可沿第一方向、第二方向和第三方向移动，以调节夹持空间的大小。本发明提供一种电芯挤压测试夹具、测试装置及其测试方法，适用于常见型号不同尺寸的锂离子电池卷芯的压缩挤压测试，能够确保测试卷芯仅受压缩正应力，且可确保测试曲线为真实压缩力‑压缩位移曲线，由真实压缩力‑压缩位移曲线可得到卷芯真实压缩模量，后续基于该设计，能逐步建立锂离子电池卷芯压缩测试标准。

技术领域

本发明涉及电芯挤压测试技术领域，尤其涉及一种电芯挤压测试夹具、测试装置及其测试方法。

背景技术

锂离子电池主要包括内部卷芯(Jellyroll，JR)和外部铝壳或铝塑膜组成，锂离子电池的挤压、振动等安全性能以及与膨胀现象相关的电化学性能均取决于内部卷芯，因此对卷芯全方面、深入的理解对锂离子电池寿命设计优化和使用过程的安全性能评估均有重要的意义。

电池膨胀现象相关的膨胀力增长、电池挤压/振动受力下的断裂风险均与卷芯自身的力学性能相关，其中最重要的力学性能为卷芯杨氏模量。虽然可通过力学测试单独获取极片、隔膜的模量数据，但考虑卷芯为正极片、隔膜和负极片交叉叠层或卷绕而形成的三明治复合结构，有必要设计测试装置对卷芯整体的等效模量进行表征。

根据受力形式的不同，模量可分为拉伸模量、压缩模量、剪切模量。而当无特殊设计时，零部件受力状态为各种应力(拉伸加剪切、压缩加剪切等)的组合，因此国际/国家/行业标准对测试样品/夹具/加载条件进行了详细的规定，以确保测试的数据为真实压缩模量或拉伸模量。如国标GBT1448-2005[1]和GBT5258-2008[2]分别规定了纤维增长速率(复合材料)压缩模量和面内压缩强度/压缩割线模量的测试样品、夹具规格和测试步骤。但锂离子电池领域在这方面仍处于空白，无相关行业测试标准、无对应夹具设计标准。

因此，有必要设计一种电芯挤压测试夹具，以实现固定内部卷芯的功能，进而提升电芯挤压测试的准确性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电芯挤压测试夹具、测试装置及其测试方法，旨在实现固定内部卷芯的功能，以提升电芯挤压测试的准确性。

为实现上述目的，本发明提出一种电芯挤压测试夹具，所述电芯挤压测试夹具包括卷芯固定组件，所述卷芯固定组件包括：

支撑件；以及

活动组件，安装于所述支撑件上并与所述支撑件围合形成供卷芯夹持的夹持空间，且所述活动组件可沿第一方向、第二方向和第三方向移动，以调节所述夹持空间的大小。

可选地，所述卷芯固定组件设置有两个，其一所述卷芯固定组件用于固定卷芯的第一端，另一所述卷芯固定组件用于固定卷芯的第二端。

可选地，所述夹持空间具有依次连接的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，以适于分别与卷芯的四周侧壁贴合；所述第一侧壁、所述第二侧壁、所述第三侧壁和所述第四侧壁上均涂设有光滑的绝缘材料；

所述支撑件包括基板及固定板，所述固定板设置于所述基板上并与所述基板围设构成所述夹持空间的第一侧壁和第二侧壁。

可选地，所述活动组件包括第一活动板、第二活动板、第三活动板和第四活动板，所述第一活动板与所述第二活动板相对设置并通过第一弹性件弹性连接，以使所述第一活动板和所述第二活动板可沿所述第一方向移动；所述第三活动板和所述第四活动板相对设置并通过第二弹性件弹性连接，以使所述第三活动板和所述第四活动板可沿所述第二方向移动；

其中，所述第一活动板构成所述夹持空间的第三侧壁，所述第三活动板构成所述夹持空间的第四侧壁。