專利名稱：鋰離子電芯電子絕緣性能檢測(cè)裝置及其測(cè)試夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電芯電子絕緣性能的測(cè)試夾具，以及包含該測(cè)試夾具的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
伴隨電子移動(dòng)設(shè)備小型化、集成化的發(fā)展，其對(duì)鋰離子電池的能量密度和安全可靠性提出了更高的要求。通常情況下，鋰離子電芯的正負(fù)極板是由具有電子絕緣且離子導(dǎo)通的多孔聚酯薄膜(后稱隔膜)隔開的，隔膜的厚度通常為幾個(gè)微米到幾十個(gè)微米。在電芯的制造過(guò)程中，正負(fù)極板集流體上面的毛刺或從極板上面脫落下來(lái)的導(dǎo)電顆粒或從環(huán)境中引入的金屬顆粒以及隔膜自身的局部缺陷等都有可能造成正負(fù)極板間電子絕緣性能的破壞，從而導(dǎo)致電芯質(zhì)量下降，甚至引發(fā)安全問(wèn)題。Hi-pot測(cè)試(高壓測(cè)試)作為一種能夠檢測(cè)上述絕緣缺陷的方法，已經(jīng)被鋰離子電池制造企業(yè)普遍采用。目前電芯的Hi-pot測(cè)試 通常采用耐壓絕緣電阻測(cè)試儀。以卷繞式鋰離子電池的制造過(guò)程為例，在將極板和隔膜裝配成電芯后，通常會(huì)對(duì)電芯進(jìn)行一次Hi-pot測(cè)試。其做法是，首先對(duì)電芯正面施加適當(dāng)?shù)膲毫?，然后把設(shè)置好參數(shù)的絕緣電阻測(cè)試儀的正負(fù)表筆分別與待測(cè)電芯的正負(fù)極耳相接觸，絕緣電阻測(cè)試儀將設(shè)定的電壓加載到電芯的正負(fù)極板上并持續(xù)一定的時(shí)間。如果電芯正負(fù)極板間存在絕緣缺陷，缺陷點(diǎn)處的漏電流比沒(méi)有缺陷的區(qū)域大，甚至在缺陷點(diǎn)發(fā)生擊穿。當(dāng)絕緣電阻測(cè)試儀檢測(cè)到這個(gè)不能容忍的漏電流或擊穿電流時(shí)，機(jī)器將發(fā)出報(bào)警，判定該電芯為Hi-pot壞品。如前所述，對(duì)電芯正面施加壓力的大小和正負(fù)極板間加載電壓的持續(xù)時(shí)間對(duì)測(cè)試精度有較大影響。對(duì)電芯施加的壓力過(guò)大會(huì)對(duì)內(nèi)部極板或隔膜造成損傷，而壓力過(guò)小則有可能檢測(cè)不到已有的缺陷；加載電壓持續(xù)時(shí)間過(guò)短容易造成誤判，而對(duì)于批量檢驗(yàn)而言，加載電壓的持續(xù)時(shí)間勢(shì)必影響檢測(cè)效率。有鑒于此，確有必要提供一種測(cè)試精度可控和測(cè)試效率更高的適合批量檢驗(yàn)的鋰離子電芯電子絕緣性能的測(cè)試夾具，以及包含該測(cè)試夾具的檢測(cè)裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的之一在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種測(cè)試精度可控和測(cè)試效率更高的適合批量檢驗(yàn)的鋰離子電芯電子絕緣性能的測(cè)試夾具。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用如下技術(shù)方案—種鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具，包括底板、電芯并聯(lián)線路、位于所述底板上方的頂蓋，所述底板和頂蓋之間設(shè)有壓板，所述頂蓋上固定連接有朝向所述壓板的傳動(dòng)氣缸，所述底板、壓板和頂蓋通過(guò)支柱連接，所述電芯并聯(lián)線路集成在所述底板上，所述底板和壓板之間放置有限位裝置，以防止待測(cè)電芯被過(guò)壓。作為本實(shí)用新型鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具的一種改進(jìn)，所述電芯并聯(lián)線路包括用于將電芯并聯(lián)的連接件、測(cè)試正端子、測(cè)試負(fù)端子、減半測(cè)試端子、以及半測(cè)試開關(guān)，所述測(cè)試正端子、測(cè)試負(fù)端子、減半測(cè)試端子、以及半測(cè)試開關(guān)均集成在底板上。作為本實(shí)用新型鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具的一種改進(jìn)，所述連接件包括上夾板和下夾板，所述上夾板和下夾板通過(guò)鎖緊螺栓連接，設(shè)置連接件目的是將待測(cè)電芯并聯(lián)到一起。作為本實(shí)用新型鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具的一種改進(jìn)，所述壓板為可活動(dòng)部件。作為本實(shí)用新型鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具的一種改進(jìn)，所述限位裝置為限位墊塊、限位螺栓或行程開關(guān)中的一種。作為本實(shí)用新型鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具的一種改進(jìn)，所述傳動(dòng)氣缸安裝在所述頂蓋的中心。 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過(guò)采用鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具，可將多個(gè)電芯并聯(lián)后進(jìn)行測(cè)試，提高了測(cè)試效率，而且測(cè)試精度可控，適用于批量化生產(chǎn)。本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提供一種鋰離子電芯電子絕緣性能檢測(cè)裝置，包括絕緣電阻測(cè)試儀，和上述段落所述的鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具，所述測(cè)試夾具與所述絕緣電阻測(cè)試儀電連接。作為本實(shí)用新型鋰離子電芯電子絕緣性能檢測(cè)裝置的一種改進(jìn)，所述絕緣電阻測(cè)試儀包括Hi-pot測(cè)試儀、兆歐表和接觸電阻測(cè)試儀。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型鋰離子電芯電子絕緣性能檢測(cè)裝置至少具有以下優(yōu)
占-
^ \\\ ·一是可實(shí)現(xiàn)多電芯同時(shí)檢驗(yàn)，而不是如現(xiàn)有技術(shù)那樣一個(gè)一個(gè)檢測(cè)，明顯提高了檢測(cè)效率，適合批量檢驗(yàn)；二是具有防電芯被過(guò)壓的功能，避免對(duì)內(nèi)部極板或隔膜造成損傷。

圖I為本實(shí)用新型鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中電芯并聯(lián)線路圖；圖3為本實(shí)用新型鋰離子電芯電子絕緣性能檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
和說(shuō)明書附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。如圖I所示，一種鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具，包括底板30、電芯并聯(lián)線路50、位于所述底板30上方的頂蓋11，所述底板30和頂蓋11之間設(shè)有壓板20，所述頂蓋11上固定連接有朝向所述壓板20的傳動(dòng)氣缸13，所述底板30、壓板20和頂蓋11通過(guò)支柱12連接，所述電芯并聯(lián)線路50集成在所述底板30上，所述底板30和壓板20之間放置有限位
裝置40。其中，傳動(dòng)氣缸13的輸出壓強(qiáng)可以根據(jù)測(cè)試電芯的數(shù)量、待測(cè)電芯的長(zhǎng)寬尺寸、隔膜材質(zhì)及厚度等參數(shù)而確定，通常單個(gè)電芯承受的壓板施加的壓強(qiáng)在O IOMPa之間。其中，如圖2所示，所述電芯并聯(lián)線路50包括用于將電芯并聯(lián)的連接件60、測(cè)試正端子51、測(cè)試負(fù)端子52、減半測(cè)試端子53、以及半測(cè)試開關(guān)54，所述測(cè)試正端子51、測(cè)試負(fù)端子52、減半測(cè)試端子53、以及半測(cè)試開關(guān)54均集成在底板30上。所述連接件60包括上夾板61和下夾板62，所述上夾板61和下夾板62通過(guò)鎖緊螺栓63連接。使用時(shí)先將上夾板 61取下，然后將待測(cè)電芯的正負(fù)極耳放入下夾板62的相應(yīng)位置，再將上夾板61和下夾板62用鎖緊螺栓63鎖緊即可。所述壓板20為可活動(dòng)部件。所述限位裝置40為限位墊塊、限位螺栓或行程開關(guān)中的一種，限位裝置40的高度可以根據(jù)待測(cè)電芯的厚度選擇，通常為待測(cè)電芯厚度的50% 100%。。所述傳動(dòng)氣缸13安裝在所述頂蓋11的中心。如圖3所示，一種鋰離子電芯電子絕緣性能檢測(cè)裝置，包括絕緣電阻測(cè)試儀7和上述的鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具8，所述測(cè)試夾具8與所述絕緣電阻測(cè)試儀7電連接。其中，所述絕緣電阻測(cè)試儀7包括Hi-pot測(cè)試儀、兆歐表和接觸電阻測(cè)試儀。具體而言，本實(shí)用新型鋰離子電芯電子絕緣性能檢測(cè)裝置采取了將多個(gè)待測(cè)電芯并聯(lián)的技術(shù)手段把以往單個(gè)檢驗(yàn)的方式轉(zhuǎn)化成分段篩選的檢驗(yàn)方式。將多個(gè)待測(cè)電芯通過(guò)連接件60并聯(lián)起來(lái)，要保證待測(cè)電芯與連接件60連接可靠，再將設(shè)定好參數(shù)的絕緣電阻測(cè)試儀7的正負(fù)表筆分別與電芯并聯(lián)線路50的測(cè)試正端子51和測(cè)試負(fù)端子52相接觸，此時(shí)絕緣電阻測(cè)試儀7把設(shè)定的輸出電壓施加于并聯(lián)線路上的每個(gè)待測(cè)電芯的正負(fù)極板上。在設(shè)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，如果絕緣電阻測(cè)試儀7不報(bào)警，則說(shuō)明所有并聯(lián)的待測(cè)電芯的絕緣性能均符合要求(以下簡(jiǎn)稱為I類電芯)；如果絕緣電阻測(cè)試儀7報(bào)警，則說(shuō)明并聯(lián)的待測(cè)電芯中至少有一個(gè)電芯的絕緣性能不符合要求，此時(shí)可以采用分段篩選方式將不符合絕緣性能要求的電芯(以下簡(jiǎn)稱為II類電芯)檢測(cè)出來(lái)。在電芯制造過(guò)程中，II類電芯的比例通常不足5%，所以采用多電芯并聯(lián)分段篩選的檢驗(yàn)方式既能實(shí)現(xiàn)批量檢驗(yàn)，又可以大大提高檢測(cè)效率。需要說(shuō)明的是，電芯并聯(lián)線路50上設(shè)置的測(cè)試正端子51是待測(cè)電芯并聯(lián)后總的正極輸出端，測(cè)試負(fù)端子52是待測(cè)電芯并聯(lián)后總的負(fù)極輸出端。設(shè)置減半測(cè)試端子53和減半測(cè)試開關(guān)54的目的是分段篩選II類電芯，其在電芯并聯(lián)線路50上設(shè)置的具體位置及具體數(shù)量可以根據(jù)待測(cè)試電芯的數(shù)量及預(yù)計(jì)的II類電芯壞品比例而定。本實(shí)用新型鋰離子電芯電子絕緣性能檢測(cè)裝置檢測(cè)電芯絕緣性能的過(guò)程如下步驟一，設(shè)定絕緣電阻測(cè)試儀7。設(shè)定絕緣電阻測(cè)試儀7的輸出電壓、持續(xù)時(shí)間和檢測(cè)電阻下限?；緳z測(cè)原理如下絕緣電阻測(cè)試儀7將設(shè)定的輸出電壓加載到待測(cè)電芯的正負(fù)極板上，在設(shè)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)檢測(cè)待測(cè)電芯的絕緣電阻，如果待測(cè)電芯的絕緣電阻低于設(shè)定的檢測(cè)電阻下限，則絕緣電阻測(cè)試儀7發(fā)出持續(xù)的蜂鳴報(bào)警，即判定該電芯為II類電芯；如果待測(cè)電芯的絕緣電阻大于或等于設(shè)定的檢測(cè)電阻下限，絕緣電阻測(cè)試儀7未發(fā)出蜂鳴報(bào)警，即判定該電芯為I類電芯；步驟二，將待測(cè)電芯按前文所述方法與集成在底板30上的電芯并聯(lián)線路50的連接件60連接固定，其中電芯的數(shù)量為六個(gè)，依次記為第一電芯71、第二電芯72、第三電芯73、第四電芯74、第五電芯75和第六電芯76 (如圖2所示)；步驟三，將限位裝置40放置于底板30上，限位裝置40的高度為待測(cè)電芯厚度的90% ；步驟四，啟動(dòng)傳動(dòng)氣缸13將壓板20壓下，傳動(dòng)氣缸13的輸出壓力為I. OMpa每電
-I-H 心;步驟五，對(duì)電芯的電子絕緣性能進(jìn)行測(cè)試，分為以下幾種情況一，將預(yù)先設(shè)定好參數(shù)的絕緣電阻測(cè)試儀7的正、負(fù)表筆分別與電芯并聯(lián)線路上的測(cè)試正端子51和測(cè)試負(fù)端子52相接觸。在設(shè)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，如果絕緣電阻測(cè)試儀7不報(bào)警，則判斷該批電芯(即第一電芯71、第二電芯72、第三電芯73、第四電芯74、第五電芯75和第六電芯76)均為I類電芯，即可完成測(cè)試；二，在設(shè)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，如果絕緣電阻測(cè)試儀7報(bào)警，則說(shuō)明該批電芯中至少有一個(gè)II類電芯，此時(shí)，又可分為如下幾種情況(一 )打開設(shè)置在電芯并聯(lián)線路50上的減半測(cè)試開關(guān)54，如果在設(shè)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，絕緣電阻測(cè)試儀7不報(bào)警，則第一電芯71、第二電芯72、第三電芯73為I類電芯，而第四電芯74、第五電芯75和第六電芯76種至少有一個(gè)為II類電芯；( 二 )打開減半測(cè)試開關(guān)54，如果絕緣電阻測(cè)試儀7報(bào)警，則判定電芯第一電芯71、第二電芯72、第三電芯73中至少有一個(gè)為II類電芯；此時(shí)移動(dòng)絕緣電阻測(cè)試儀7的正表筆與減半測(cè)試端子53相接觸，在設(shè)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，如果絕緣電阻測(cè)試儀7不報(bào)警，則判定電芯73至電芯76均為I類電芯；如果絕緣電阻測(cè)試儀報(bào)警，則判定第四電芯74、第五電芯75和第六電芯76至少有一個(gè)為II類電芯。通過(guò)以上操作縮小了 II類電芯所在范圍，再使用絕緣電阻測(cè)試儀7通過(guò)單個(gè)檢驗(yàn)的方式，將II類電芯挑選出來(lái)，即完成測(cè)試。為了檢驗(yàn)本實(shí)用新型鋰離子電芯電子絕緣性能檢測(cè)裝置的檢測(cè)效率和可靠性，做對(duì)比試驗(yàn)如下取500件待測(cè)電芯，分別采用本實(shí)用新型檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法和現(xiàn)有單電芯檢測(cè)方法進(jìn)行Hi-pot測(cè)試，其中，絕緣電阻測(cè)試儀參數(shù)設(shè)定和電芯表面加的力都是一樣的，統(tǒng)計(jì)每批可檢測(cè)的電芯數(shù)量、Hi-pot壞品檢出數(shù)量和檢測(cè)用時(shí)，所得結(jié)果記錄如表I。表I :采用本實(shí)用新型的裝置和采用現(xiàn)有技術(shù)的裝置進(jìn)行電芯Hi-pot測(cè)試的結(jié)果
權(quán)利要求1.一種鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具，其特征在于包括底板(30)、電芯并聯(lián)線路(50)、位于所述底板(30)上方的頂蓋(11)，所述底板(30)和頂蓋(11)之間設(shè)有壓板(20)，所述頂蓋(11)上固定連接有朝向所述壓板(20)的傳動(dòng)氣缸(13)，所述底板(30)、壓板(20)和頂蓋(11)通過(guò)支柱(12)連接，所述電芯并聯(lián)線路(50)集成在所述底板(30)上，所述底板(30)和壓板(20)之間放置有限位裝置(40)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具，其特征在于所述電芯并聯(lián)線路(50)包括用于將電芯并聯(lián)的連接件(60)、測(cè)試正端子(51)、測(cè)試負(fù)端子(52)、減半測(cè)試端子(53)、以及半測(cè)試開關(guān)(54)，所述測(cè)試正端子(51)、測(cè)試負(fù)端子(52)、減半測(cè)試端子(53)、以及半測(cè)試開關(guān)(54)均集成在底板(30)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具，其特征在于所述連接件(60)包括上夾板￠1)和下夾板(62)，所述上夾板￠1)和下夾板￠2)通過(guò)鎖緊螺栓(63)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具，其特征在于所述壓板(20)為可活動(dòng)部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具，其特征在于所述限位裝置(40)為限位墊塊、限位螺栓或行程開關(guān)中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具，其特征在于所述傳動(dòng)氣缸(13)安裝在所述頂蓋(11)的中心。
7.一種鋰離子電芯電子絕緣性能檢測(cè)裝置，包括絕緣電阻測(cè)試儀，其特征在于還包括權(quán)利要求I至6任一項(xiàng)所述的鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具，所述測(cè)試夾具與所述絕緣電阻測(cè)試儀電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電芯電子絕緣性能檢測(cè)裝置，其特征在于所述絕緣電阻測(cè)試儀包括Hi-pot測(cè)試儀、兆歐表和接觸電阻測(cè)試儀。
專利摘要本實(shí)用新型屬于檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電芯電子絕緣性能的測(cè)試夾具，包括底板、電芯并聯(lián)線路、位于所述底板上方的頂蓋，所述底板和頂蓋之間設(shè)有壓板，所述頂蓋上固定連接有朝向所述壓板的傳動(dòng)氣缸，所述底板、壓板和頂蓋通過(guò)支柱連接，所述電芯并聯(lián)線路集成在所述底板上，所述底板和壓板之間放置有限位裝置。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過(guò)采用鋰離子電芯電子絕緣性能測(cè)試夾具，可將多個(gè)電芯并聯(lián)后進(jìn)行測(cè)試，提高了測(cè)試效率，而且測(cè)試精度可控，適用于批量化生產(chǎn)。此外，本實(shí)用新型還公開了一種包含該測(cè)試夾具的檢測(cè)裝置。
文檔編號(hào)G01R31/12GK202631575SQ20122006598
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者胡海波, 何東銘, 李 真, 王彥平, 史冊(cè), 蘇樹發(fā) 申請(qǐng)人:寧德新能源科技有限公司, 東莞新能源科技有限公司