[发明专利]圆柱型电池极片膨胀力测试装置及方法

说明书

本申请提供一种圆柱型电池极片膨胀力测试装置及方法。上述的圆柱型电池极片膨胀力测试装置包括电芯、圆柱硬壳、薄膜型压力传感结构、正极线和负极线。圆柱硬壳包括圆柱体、盖体和绝缘体，绝缘体绕设于盖体的外周。薄膜型压力传感结构设置在圆柱体内并浸润于电解液中，且薄膜型压力传感结构分别相对抵接于圆柱体内壁和电芯外壁，正极线的一端和负极线的一端均与薄膜型压力传感结构电连接，且正极线的另一端和负极线的另一端均突出于圆柱体外，部分正极线夹设于所述绝缘体和所述圆柱体之间，部分负极线夹设于绝缘体和圆柱体之间。上述的圆柱型电池极片膨胀力测试装置能提高电芯的膨胀力测试的准确及时性、且简单易操作，以及电芯的结构不会被破坏。

技术领域

本发明涉及电池测试技术领域，特别是涉及一种圆柱型电池极片膨胀力测试装置及方法。

背景技术

锂离子电池在充放电过程中会伴随着热量的产生和应力的积累，两者均会对电池的性能造成影响，因此在电池检测项目中，充放电过程中的膨胀力和温升是极为关键的指标，其中单体电池膨胀力过高造成电池模组框架长期使用后的疲劳失效将直接影响整个电池系统的可靠性及安全性，因此对电池充放电过程中膨胀力的检测也将为电池模组框架预紧力的设定提供重要的参考意义。

目前，针对电池膨胀力的研究设备目前的适用对象大多是多层大容量的软包电池(Wei Z,Zhao J,He H,et al.Future smart battery and management:Advanced sensingfrom extern al to embedded multi-dimensional measurement[J].Journal of PowerSources,2021,489:229462.)，上述设备是通过外部机械夹具将软包电池厚度方向变化转化为传感器的力或位移信息，进而反馈电池在充放电过程中的膨胀力演化规律，如申请号为202111200863.X的中国发明专利申请，然而，不同于软包电池的铝塑膜外壳，圆柱型电池的外壳采用的是不锈钢或者硬质铝外壳，圆柱壳体的高强度特性使得电池内部的膨胀力难以传导到外部。鉴于上述原因，导致常规软包电池膨胀力的研究难以应用于圆柱型电池为对象的电池。

综上所述，目前为止还没有简单且易操作，结构非破坏式的圆柱型电池极片膨胀力测试装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种能提高电芯的膨胀力测试的准确及时性、且简单易操作，以及电芯的结构不会被破坏的圆柱型电池极片膨胀力测试装置及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种圆柱型电池极片膨胀力测试装置，包括电芯和圆柱硬壳，所述圆柱硬壳包括圆柱体、盖体和绝缘体，所述圆柱体内填充有电解液，所述电芯内置于所述圆柱体内并浸润于所述电解液中，所述盖体盖设于所述圆柱体上，所述绝缘体绕设于所述盖体的外周，且所述绝缘体夹设于所述圆柱体和所述盖体之间，所述圆柱型电池极片膨胀力测试装置还包括薄膜型压力传感结构、正极线和负极线，所述薄膜型压力传感结构设置在所述圆柱体内并浸润于所述电解液中，且所述薄膜型压力传感结构分别相对抵接于所述圆柱体内壁和所述电芯外壁，所述正极线的一端和所述负极线的一端均与所述薄膜型压力传感结构电连接，且所述正极线的另一端和所述负极线的另一端均突出于所述圆柱体外，部分所述正极线夹设于所述绝缘体和所述圆柱体之间，部分所述负极线夹设于所述绝缘体和所述圆柱体之间。

在其中一个实施例中，所述薄膜型压力传感结构包括第一耐腐蚀绝缘层、第二耐腐蚀绝缘层和薄膜型压力传感器，所述第一耐腐蚀绝缘层的周缘和所述第二耐腐蚀绝缘层的周缘连接形成内置腔，所述薄膜型压力传感器设置在所述内置腔内，且所述薄膜型压力传感器分别相对与所述第一耐腐蚀绝缘层和所述第二耐腐蚀绝缘层抵接，所述正极线部分夹设于所述第一耐腐蚀绝缘层和所述第二耐腐蚀绝缘层之间并与所述薄膜型压力传感器电连接，所述负极线部分夹设于所述第一耐腐蚀绝缘层和所述第二耐腐蚀绝缘层之间并与所述薄膜型压力传感器电连接。

在其中一个实施例中，所述第一耐腐蚀绝缘层为PE膜、PET膜、PC膜或铝塑膜。