[發明專利]一種鋰離子電池內部電池熱測試裝置

在審

• 申請號: 201710092360.2
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106802395A
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 竇燕蒙;曹建建;王瑛;趙成龍;薛嘉漁
• 申請（專利權）人: 山東玉皇新能源科技有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所37218
• 代理人: 張貴賓

（一）技術領域

本發明涉及電池生產技術領域，特別涉及一種鋰離子電池內部電池熱測試裝置。

（二）背景技術

單體鋰離子軟包電池由正極、負極、隔膜以及電解液組成。電池的充放電過程的電化學反應是可逆反應。以三元材料電池為例：

2Li_0.5CoO₂+LiC₆?2Li_0.5+xCoO₂+Li_1-2xC₆。

放電過程，電池從左至右發生可逆反應，產生反應熱。其主要產熱反應包括：SEI膜分解，電解液分解，正極分解，負極與電解液反應，負極與粘結劑反應；還有電池內阻的存在也會產熱。當前研究電池的熱管理系統，為了使電池組各單體電池之間溫度差異較小，溫度分布均勻，對于改善電池電化學性能，提高充放電能力和使用壽命。

當前電池產熱分布使用方法，是使用絕熱加速量熱儀測量，使用有限元AnSys和流體力學軟件進行模擬計算。在絕熱環境和恒溫環境條件下，電池表面一般設為絕熱條件，把電池表面的測量值與計算值進行比較。

有研究表明，使用有限元模擬計算電池放電熱分布：（1）電池放電產熱初始溫度分布較均勻，隨時間的增加電池表面與電池內部會出現溫差，最高溫度出現在放電末期電池的中間部位。（2）電池表面溫度隨放電深度的增加而不斷增大。該機構裝置可以直接實現在電池內部的溫度測試，可以更加準確地反映電池熱分布，來解決表面溫度測量具有的局限性。

為了準確測量電池內部產熱分布，作為補充，可以使用直接在電池內部進行溫度測量，直接獲取電池內部反應熱的第一時間的溫度反饋。避免電池內部熱量無法及時散出而堆積而產生的滯后性誤差，鋰離子電池內部電池熱測試裝置就是依此理論設計。

（三）發明內容

本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種結構簡單、檢測高效準確的鋰離子電池內部電池熱測試裝置。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種鋰離子電池內部電池熱測試裝置，包括線路板，其特征在于：所述線路板為并列設置的兩個，雙線路板包夾固定熱敏電阻在鑲嵌孔上，熱敏電阻為9個且其厚度大于雙線路板的厚度；線路板上的鑲嵌孔為27個，且在安裝熱敏電阻位置上有且只有一個線路板上設置有鑲嵌孔；熱敏電阻的端頭連接有導線A，線路板上錫焊有導線B。

本發明測試裝置包括線路板、熱敏電阻和導線，線路板的材質為奶電解液腐蝕塑料或合金材質，或是其外層涂耐電解液腐蝕的絕緣膠、絕緣膜等其他絕緣材料；而雙線路板的厚度及熱敏電阻的數量和分布可根據實際需要調整。

本發明的更優技術方案為：

所述熱敏電阻的一端鑲嵌在其中一個線路板的鑲嵌孔內，另一端錫焊在另一個線路板上，與線路板電路相通。

所述導線B去除外層絕緣外皮并做絕緣處理，導線B的長度≥10mm；絕緣處理可在裝置組裝的不同階段進行，材料可以是各種耐電解液腐蝕的絕緣膠和絕緣膜。

線路板為單板厚度0.5-6.5mm 的PCB板或單板厚度0.1-0.3mm的FPC板；熱敏電阻材質為半導體材料或過渡金屬材料，鑲嵌孔半徑大于熱敏電阻半徑0.1-0.6mm；熱敏電阻優先選用NTC，其尺寸根據線路板厚度進行調整，熱敏電阻鑲嵌孔的數量（≥3個/d㎡）根據線路板尺寸變化而修正；熱敏電阻也可用熱電偶代替。

所述雙線路板不安裝熱敏電阻的鑲嵌孔為打穿狀態；在不影響正常測量的前提下，裝置的厚度越小，打穿的鑲嵌孔越多，對電池反應的影響就越小，測試效果也會更佳；線路板尺寸以及鑲嵌孔分布由芯包的尺寸決定，即線路板尺寸要大于正極片，對于單板測試裝置鑲嵌孔數量對正負極片鋰離子交換影響關鍵。

鑲嵌孔在雙板的分布有兩種形式：第一種形式是鑲嵌孔全部分布在一個板上，而相應的熱敏電阻通過錫焊固定在另一板的相應電路電位上，剩余的鑲嵌孔在雙板上可以打穿，以減少對正負極片的反應的影響；第二種形式是兩板各分配一半的鑲嵌孔數量，每個板的鑲嵌孔對應另一板都有一個未打鑲嵌孔的電位，電位用來錫焊熱敏電阻，來連通熱敏電阻和線路板電路，兩板上剩余的鑲嵌孔要全部打穿，兩種方式各有適用性。

所述導線A和導線B為銅、鋁等金屬材料，線芯為單芯或多芯，線芯直徑≤3mm，導線A和相應的熱敏電阻配對后編號，作為數據收集的編號，編號可以是數字、字母和漢字等。