CN206863154U - 一种软包装锂电池短路测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种软包装锂电池短路测试装置，用于锂电池的短路检测，包括固定支架、安装在固定支架上的升降装置以及在升降装置驱动下进行上升和下降运动的测试机构，所述测试机构包括用于探测铝塑膜与电池内部是否存在短路的膜刺针，以及用于探测电芯正极耳和负极耳之间是否短路的正极耳测试针和负极耳测试针，两者检测同步进行，更加方便快捷，节省时间和人力；并通过双正极耳测试针、双负极耳测试针和多膜刺针设计，用于判定三种探针是否分别完全接触到电芯极耳及铝塑膜，防止误判，使测试结果更加精准可靠。

Description

一种软包装锂电池短路测试装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池检测加工技术领域，尤其涉及一种软包装锂电池短路测试装置。

背景技术

软包装锂电池是聚合物电池的另一种叫法，具有容量大、重量轻、内阻小、安全性高、设计灵活等多种优点，因此广泛应用于移动终端、电动汽车、风力发电***等领域。

软包装锂电池采用了正、负极及电解质聚合物膜的多层叠加组合的层压技术和软包装技术，如图1所示，软包装锂电池10一般包括电芯、分别电气连接于电芯的正极耳12和负极耳13以及用于封装电芯的铝塑膜。该技术在实际生产中的难题之一是，电池内部容易发生物理接触而产生短路。这些内部短路使电芯性能受到极大的影响，因此，准确地诊断电芯内部的短路情况非常重要。

锂电池内部短路有两种形式：一种是由电芯在层压和软包装过程中，阴阳极的集流体突破电解质隔膜，发生物理接触而形成短路；另一种是电芯在充放电循环过程中，由于电极活性材料和电解质隔膜材料自身起了化学变化而引起的局部电子导通。

目前锂电池短路检测装置市场面上有很多设备，如电池短路综合测试仪、万用表、遥控大电流短路装置等等，都只单测试电芯的某一项短路，如万用表，只能测试电芯短路，但测试不出铝塑膜短路；同样电池短路综合测试仪也只显示电池短路，不能区分电芯短路还是铝塑膜短路；或者是人工手持短路测试仪的正负表笔，单个依次测量锂电池两极、负极和壳体、正极和壳体，依据电流指针的偏转来判断短路情况。因此，现有技术中存在的问题是：锂电池短路测试装置操作复杂，准确率低，导致常有短路锂电池不能被检测出来，流往下一个加工工序，造成不必要的报废，且测试操作复杂大、效率低，造成产品成本上升。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型克服了现有技术缺陷，提供了一种高效准确、可同步判定电池是电芯短路还是铝塑膜短路的软包装锂电池短路测试装置。

本实用新型就上述技术问题而提出的技术方案如下：提供一种软包装锂电池短路测试装置，包括：固定支架、安装在固定支架上的升降装置以及在升降装置驱动下进行上升和下降运动的测试机构；

所述测试机构包括用于探测铝塑膜与电池内部是否存在短路的膜刺针，用于探测电芯正极耳和负极耳之间是否存在短路的正极耳测试针和负极耳测试针；

所述测试机构固定安装有至少两根互相绝缘的膜刺针，用于判定所述膜刺针是否完全接触到铝塑膜；

所述正极耳测试针包括互相绝缘的第一测试针和第二测试针，用于判定所述正极耳测试针是否完全接触到电芯正极耳；

所述负极耳测试针包括互相绝缘的第三测试针和第四测试针，用于判定所述负极耳测试针是否完全接触到电芯负极耳。

其中，所述升降装置驱动测试机构可活动地与所述固定支架连接，用于在所述测试机构向下运动时，使膜刺针、正极耳测试针和负极耳测试针分别与铝塑膜、电芯正极耳和负极耳接触。

其中，所述固定支架包括支撑立板，分别固定安装在支撑立板上下两端的第三底板和第一底板，以及间隔所述第一底板一定距离设置的第二底板；

所述第一底板和第二底板上均开设有数量不等的安装腰孔，所述安装腰孔为中间设置有平面接触部的长条形槽状结构，调整固定螺丝与所述平面接触部的接触位置不同，用于将第一底板和第二底板在工作台面上的安装定位沿着长条形槽状结构长方向做调整。

其中，所述升降装置设置两个，包括固定安装在第三底板上的上升降装置和固定安装在第二底板上的下升降装置；

所述上升降装置包括有自上而下依序设置的第一气缸、第一气缸连接杆以及测试固定板，所述第一气缸通过第一气缸连接杆的传动作用带动固定安装在测试固定板下方的测试机构进行上升和下降运动；

所述下升降装置包括有自上而下依次设置的垫块固定板、第二气缸连接杆、气缸固定板以及第二气缸，所述第二气缸通过第二气缸连接杆的传动作用带动固定安装在垫块固定板上的垫块进行上升和下降运动。

其中，所述垫块用于定位待测试锂电池，包括对应设置在膜检测针下方的膜刺针垫块以及正极耳测试针和负极耳测试针下方的测试针垫块。

其中，所述短路测试装置还包括若干对互相配合的下垫块导向装置，所述下垫块导向装置包括导柱以及固定安装在气缸固定板上的轴承和导套；

所述导柱一端固定连接垫块固定板，另一端穿过所述轴承和导套形成的竖直向下的通孔，用于限制所述垫块在竖直方向的通孔内做上升和下降运动。

其中，所述短路测试装置还包括测试针限位机构，所述测试针限位机构包括固定安装在支撑立板中部的限位板，以及与限位板螺纹连接的限位螺钉，通过调节限位螺钉露出限位板上方的长度用于限制所述测试机构的下降高度。

其中，所述测试机构包括固定安装在所述测试固定板下方的测试针固定板，固定安装在测试针固定板下方的膜刺针固定座，以及与测试针固定板滑动配合的滑块机构；

所述滑块机构包括用于弹性连接正极耳测试针的第一滑块机构和用于弹性连接负极耳测试针的第二滑块机构，调节所述第一滑块机构和第二滑块机构之间的距离，用于使正极耳测试针和负极耳测试针的位置分别对应于电芯正极耳和负极耳。

其中，所述第一滑块机构包括与测试针固定板滑动配合的滑块、固定安装在所述滑块下方的滑块底板以及用于弹性连接正极耳测试针的正极耳测试针固定座。

其中，所述正极耳测试针固定座包括第一测试针固定座、第二测试针固定座和绝缘隔板；

所述绝缘隔板用于使与第一测试针固定座弹性连接的第一测试针和与第二测试针固定座弹性连接的第二测试针之间处于绝缘状态；

所述第一测试针通过测试针弹簧弹性连接在第一测试针固定座下方。

本实用新型提供的一种软包装锂电池短路测试装置带来的有益效果是：采用正极耳测试针和负极耳测试针探测电芯正极耳和负极耳之间是否短路，采用膜刺针探测铝塑膜与电池内部是否存在短路，两者检测同步进行，方便快捷；且通过互相绝缘的双正极耳测试针、双负极耳测试针及多膜刺针设计，用于判定三种探针是否分别完全接触到电芯极耳及铝塑膜，防止误判，使测试结果更加精准可靠。

附图说明

图1为现有技术提供的软包装锂电池结构示意图；

图2为本实用新型提供的短路测试装置装配结构示意图；

图3为本实用新型提供的测试机构部分结构示意图；

图4为本实用新型提供的正极耳测试针弹性连接示意图；

图5为本实用新型提供的短路测试装置左视图。

具体实施方式

为了解决现有锂电池短路测试设备准确率低、测试操作复杂，提供了一种软包装锂电池短路测试装置，其核心思想是：采用正极耳测试针和负极耳测试针探测电芯正极耳和负极耳之间是否短路，用膜刺针探测铝塑膜与电池内部是否存在短路，两者检测同步进行；且通过互相绝缘的双正极耳测试针、双负极耳测试针及多膜刺针设计，用于判定三种探针是否分别完全接触到电芯极耳及铝塑膜，防止误判。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的软包装锂电池短路测试装置包括：固定支架、安装在固定支架上的升降装置以及在升降装置驱动下进行上升和下降运动的测试机构500。

图2为锂电池短路测试装置装配结构示意图，如图2所示，所述固定支架包括支撑立板104，分别通过安装孔固定安装在支撑立板104上下两端的第三底板103、第一底板101以及间隔第一底板101一定距离设置的第二底板102。其中第一底板101、第二底板102上均开设有数量不等的安装腰孔101，所述安装腰孔107为中间设置有平面接触部的长条形槽状结构，固定螺丝穿过安装腰孔107将第一底板101和第二底板102间隔一定距离固定在工作台面上。通过调整固定螺丝与安装腰孔107中间平面接触部的接触位置不同，可将第一底板101、第二底板102在工作台面上的安装定位沿着长条形槽状结构长方向做调整，提高所述短路测试装置的定位灵活性。所述第二底板102、第三底板103均用于固定升降装置。

所述升降装置设置两个，包括固定安装在第三底板103上的上升降装置210和固定安装在第二底板102上的下升降装置220。所述下升降装置220包括有自上而下依次设置的垫块固定板224、第二气缸连接杆223、气缸固定板222以及第二气缸221。所述第二气缸221固定在第二底板102和气缸固定板222之间，所述第二气缸连接杆223的一端抵接在垫块固定板224底部，另一端穿过气缸固定板222连接第二气缸221。通过第二气缸连接杆223的传动作用，第二气缸221带动垫块固定板224及安装在垫块固定板224上的垫块300进行上升和下降运动。

所述垫块300用于定位待测试锂电池，包括两个突出于垫块固定板224表面且垂直相交的膜刺针垫块310和测试针垫块320。其中，膜刺针垫块310对应在膜刺针580下方设置，测试针垫块320对应在正极耳测试针540和负极耳测试针550下方设置，同时起到保护三种探针的作用。

为保证垫块300上升和下降运动时不摆动，所述短路测试装置还包括若干对互相配合的下垫块导向装置400，所述下垫块导向装置400包括自上而下依次设置有的轴承401、导套402和导柱403。其中，轴承401和导套402均固定安装在气缸固定板222上，形成一个中心轴向贯穿的通孔，导柱403一端固定连接垫块固定板224，另一端穿过所述通孔。

由于导柱403的限制作用，垫块300进行上下运动的时候只能在轴承401和导套402形成的数值向下的通孔里活动，从而确保垫块300上升和下降运动时不摆动，保证测试台面的平整度。本实施例中，所述下垫块导向装置400有两个，分别设置在第二气缸221的左右两侧。

所述上升降装置210包括有自上而下依序设置的第一气缸211、第一气缸连接杆212(详见图5)以及测试固定板213。所述第一气缸211固定在第三底板103上，所述第一气缸连接杆212一端连接第一气缸211，另一端固定连接测试固定板213上。通过第一气缸连接杆212的传动作用，第一气缸211带动测试固定板213及安装在测试固定板213底面的测试机构500一起进行上升和下降运动。

所述测试机构500包括测试针固定板510，固定安装在测试针固定板510下方的膜刺针固定座560，以及与测试针固定板510滑动配合的滑块机构。滑块机构设置两个，包括用于弹性连接正极耳测试针540的第一滑块机构520和用于弹性连接负极耳测试针550的第二滑块机构(未示出)。

其中，第一滑块机构520包括滑块522、滑块底板523和用于弹性连接正极耳测试针540的正极耳测试针固定座524。滑块522与开设在测试针固定板510上的滑块导轨521进行滑动配合，滑块底板523下方弹性连接有正极耳测试针固定座524。

可以理解的是，所述第二滑块机构用于弹性连接负极耳测试针550，其余结构与第一滑块机构520一致，不再详述。

所述测试机构500还包括固定安装在膜刺针固定座560下方的膜刺针580、弹性连接在第一滑块机构520下方的正极耳测试针540和弹性连接在第二滑块机构下方的负极耳测试针550。

本实施例中，所述膜刺针580、正极耳测试针540和负极耳测试针550分别与内阻测试仪电连接，用于显示短路测试结果。其中，膜刺针580用于检测铝塑膜与电池内部是否存在短路，正极耳测试针540和负极耳测试针550用于探测电芯正极耳12和负极耳13之间是否存在短路，所述膜刺针580、正极耳测试针540和负极耳测试针550在上升降装置210的带动下做同步上下运动。

具体地，为确保测试时膜刺针580能够电接触于铝塑膜，本实用新型提供的短路测试装置包括有至少两根互相绝缘的膜刺针580。需要说明的是，当两根膜刺针580中一根或者两根未接触到铝塑膜时，两根膜刺针580之间是绝缘的，当两根膜刺针580均接触到铝塑膜时，两根原本绝缘的膜刺针580之间的连接电路变成导通。因此，若两根膜刺针580之间的连接信号为导通，判定膜刺针580完全接触到铝塑膜，防止测试的时候误判。且为达到冗余的目的，本实施例提供的测试装置设置有6根膜刺针580，以防止某些膜刺针没有刺破电池铝塑膜或者接触不良；

进一步地，如图3所示，所述正极耳测试针540包括互相绝缘的第一测试针541和第二测试针542，用以同时接触电芯正极耳12。所述正极耳测试针固定座524包括第一测试针固定座524a、第二测试针固定座524b和绝缘隔板524c。

所述第一测试针541弹性安装在第一测试针固定座524a下方，第二测试针542弹性安装在第二测试针固定座524b下方。第一测试针固定座524a和第二测试针固定座524b中间固定安装有绝缘隔板524c，用以保证第一测试针541和第二测试针542之间处于绝缘状态。

需要说明的是，当第一测试针541与第二测试针542其中一个或者两个未接触到电芯正极耳12时，第一测试针541与第二测试针542是互相绝缘的；当第一测试针541与第二测试针542同时接触到电芯正极耳12时，第一测试针541与第二测试针542之间是导通的。因此，若第一测试针541与第二测试针542之间的连接信号为导通信号，判定正极耳测试针540完全接触到电芯正极耳12，防止测试的时候因正极耳测试针540未接触到电芯正极耳而导致误判。

可以理解的是，所述负极耳测试针550包括互相绝缘的第三测试针(未示出)和第四测试针，当负极耳测试针550接触电芯负极耳13后，若第三测试针与第四测试针之间的连接信号为导通，判定负极耳测试针550完全接触到电芯负极耳13，防止测试的时候误判，其余结构与正极耳测试针540类似，不再详述。

进一步地，如图4所示，所述第一测试针541通过测试针弹簧543与第一测试针固定座524a进行弹性连接,用于防止第一测试针541下压的力太大导致第一测试针541或电芯正极耳12损坏。可以理解的是，第二测试针542、第三测试针以及第四测试针与各自对应的测试针固定座之间的弹性连接结构与此类似，不再详述。

进一步地，如图5所示，所述测试装置还包括测试针限位机构600，所述测试针限位机构600包括固定安装在支撑立板104中部的限位板610，以及与限位板610螺纹连接的限位螺钉620。当第一气缸211通过第一气缸连接杆212驱动测试针固定板510向下运动，测试针固定板510会先接触到限位螺钉620而停止向下运动，使得膜刺针580、正极耳测试针540以及负极耳测试针550处于合适的高度而正好分别接触到铝塑膜、电芯正极耳12以及电芯负极耳13，防止测试针固定板510过度向下运动而导致设备损坏。可以理解的，通过调节限位螺钉620，可用于调节测试机构500的下降高度。

所述测试装置的工作原理如下：

当待测试锂电池放置于检测位置，调节第一滑块机构520和第二滑块机构之间的距离，使正极耳测试针540和负极耳测试针550的位置分别对应于电芯正极耳12和电芯负极耳13，同时膜刺针580的位置对应于铝塑膜封边位置。

第一气缸211通过第一气缸连接杆212传动，带动正极耳测试针540、负极耳测试针550和膜刺针580同时向下运动，直到抵接电芯正极耳12、负极耳13和铝塑膜。在此过程中，三个探针540、550、580同步下移，同时动作，操作方便快捷、高效；同时，通过两根膜刺针580、第一测试针541和第二测试针542、第三测试针和第四测试针之间的各自电路导通情况判定膜刺针580与铝塑膜、正极耳测试针540与电芯正极耳12、负极耳测试针550与电芯负极耳12之间是否完全接触，防止误判，测量结果更加准确可靠。

若接触电芯正极耳12和负极耳13的正极耳测试针540、负极耳测试针550之间的电路连接存在短路，则待测试锂电池10为电芯短路；同时，若膜刺针580和负极耳测试针550之间的电路连接存在短路，则判断待测试锂电池10为铝塑膜短路。

需要说明的是，通常铝塑膜与电芯正极耳12和负极耳13其中一个正常电气连接，通常是与正极耳12可以保持连通，而与负极耳13需要绝缘，因此，当检测出现需要绝缘的两者出现导通，则判断电池为铝塑膜短路，不导通且与另一个导通，则为正常。

综上所述，本实用新型提供的软包装锂电池短路测试装置采用正极耳测试针540、负极耳测试针550探测电芯极耳之间是否短路，用膜刺针580探测铝塑膜与电池内部是否短路，两者检测同步进行，检测更加方便快捷，节省时间和人力；并通过双正极耳测试针540(包括第一测试针541和第二测试针542)、双负极耳测试针580(包括第三测试针和第四测试针)和多膜刺针580(至少两根)设计，判定三种探针是否分别完全接触到电芯极耳及铝塑膜，防止误判，使测试结果更加精准可靠。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种软包装锂电池短路测试装置，用于软包装锂电池的短路检测，其特征在于，包括：固定支架、安装在固定支架上的升降装置以及在升降装置驱动下进行上升和下降运动的测试机构(500)；

所述测试机构(500)包括用于探测铝塑膜与电池内部是否存在短路的膜刺针(580)，用于探测电芯正极耳(12)和负极耳(13)之间是否存在短路的正极耳测试针(540)和负极耳测试针(550)；

所述测试机构(500)固定安装有至少两根互相绝缘的膜刺针(580)，用于判定所述膜刺针(580)是否完全接触到铝塑膜；

所述正极耳测试针(540)包括互相绝缘的第一测试针(541)和第二测试针(542)，用于判定所述正极耳测试针(540)是否完全接触到电芯正极耳(12)；

所述负极耳测试针(550)包括互相绝缘的第三测试针和第四测试针，用于判定所述负极耳测试针(550)是否完全接触到电芯负极耳(13)。

2.根据权利要求1所述的短路测试装置，其特征在于，所述升降装置驱动测试机构(500)可活动地与所述固定支架连接，用于在所述测试机构(500)向下运动时，使膜刺针(580)、正极耳测试针(540)和负极耳测试针(550)分别与铝塑膜、电芯正极耳(12)和负极耳(13)接触。

3.根据权利要求1所述的短路测试装置，其特征在于，所述固定支架包括支撑立板(104)，分别固定安装在所述支撑立板(104)上下两端的第三底板(103)和第一底板(101)，以及间隔所述第一底板(101)一定距离设置的第二底板(102)；

所述第一底板(101)和第二底板(102)上均开设有数量不等的安装腰孔(107)，所述安装腰孔(107)为中间设置有平面接触部的长条形槽状结构，调整固定螺丝与所述平面接触部的接触位置不同，用于将第一底板(101)和第二底板(102)在工作台面上的安装定位沿着长条形槽状结构长方向做调整。

4.根据权利要求3所述的短路测试装置，其特征在于，所述升降装置设置两个，包括固定安装在第三底板(103)上的上升降装置(210)和固定安装在第二底板(102)上的下升降装置(220)；

所述上升降装置(210)包括有自上而下依序设置的第一气缸(211)、第一气缸连接杆(212)以及测试固定板(213)，所述第一气缸(211)通过第一气缸连接杆(212)的传动作用带动固定安装在测试固定板(213)下方的测试机构(500)进行上升和下降运动；

所述下升降装置(220)包括有自上而下依次设置的垫块固定板(224)、第二气缸连接杆(223)、气缸固定板(222)以及第二气缸(221)，所述第二气缸(221)通过第二气缸连接杆(223)的传动作用带动固定安装在垫块固定板(224)上的垫块(300)进行上升和下降运动。

5.根据权利要求4所述的短路测试装置，其特征在于，所述垫块(300)用于定位待测试锂电池，包括对应设置在膜刺针(580)下方的膜刺针垫块(310)以及正极耳测试针(540)和负极耳测试针(550)下方的测试针垫块(320)。

6.根据权利要求5所述的短路测试装置，其特征在于，所述短路测试装置还包括若干对互相配合的下垫块导向装置(400)，所述下垫块导向装置(400)包括导柱(403)以及固定安装在气缸固定板(222)上的轴承(401)和导套(402)；

所述导柱(403)一端固定连接垫块固定板(224)，另一端穿过所述轴承(401)和导套(402)形成的竖直向下的通孔，用于限制所述垫块(300)在竖直方向的通孔内做上升和下降运动。

7.根据权利要求3所述的短路测试装置，其特征在于，所述短路测试装置还包括测试针限位机构(600)，所述测试针限位机构(600)包括固定安装在所述支撑立板(104)中部的限位板(610)，以及与限位板(610)螺纹连接的限位螺钉(620)，通过调节限位螺钉(620)露出限位板(610)上方的长度用于限制所述测试机构(500)的下降高度。

8.根据权利要求4所述的短路测试装置，其特征在于，所述测试机构(500)包括固定安装在所述测试固定板(213)下方的测试针固定板(510)，固定安装在测试针固定板(510)下方的膜刺针固定座(560)，以及与测试针固定板(510)滑动配合的滑块机构；

所述滑块机构包括用于弹性连接正极耳测试针(540)的第一滑块机构(520)和用于弹性连接负极耳测试针(550)的第二滑块机构，调节所述第一滑块机构(520)和第二滑块机构之间的距离，用于使正极耳测试针(540)和负极耳测试针(550)的位置分别对应于电芯正极耳(12)和负极耳(13)。

9.根据权利要求8所述的短路测试装置，其特征在于，所述第一滑块机构(520)包括与测试针固定板(510)滑动配合的滑块(522)、固定安装在所述滑块(522)下方的滑块底板(523)以及用于弹性连接正极耳测试针(540)的正极耳测试针固定座(524)。

10.根据权利要求9所述的短路测试装置，其特征在于，所述正极耳测试针固定座(524)包括第一测试针固定座(524a)、第二测试针固定座(524b)和绝缘隔板(524c)；

所述绝缘隔板(524c)用于使与第一测试针固定座(524a)弹性连接的第一测试针(541)和与第二测试针固定座(524b)弹性连接的第二测试针(542)之间处于绝缘状态；

所述第一测试针(541)通过测试针弹簧(543)弹性连接在第一测试针固定座(524a)下方。