[實(shí)用新型]壓力下電極片充放體積原位檢測(cè)裝置及控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920143564.9
• 申請(qǐng)日: 2019-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209310724U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋江選;王建玲;張超凡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安艾瑞澤新能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01B7/00
• 分類(lèi)號(hào): G01B7/00;G01B7/02;G01B11/00;G01B11/02;H01M10/42
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 弋才富

壓力下電極片充放體積原位檢測(cè)裝置及控制系統(tǒng)，機(jī)架內(nèi)下方設(shè)置有電池測(cè)試倉(cāng),機(jī)架的頂部固定執(zhí)行器,執(zhí)行器通過(guò)連桿連接壓力傳遞盤(pán),壓力傳遞盤(pán)的下方設(shè)置有彈簧,彈簧與電池測(cè)試倉(cāng)接觸,電池測(cè)試倉(cāng)的下方設(shè)有壓力傳感器，機(jī)架頂部下方固定有移動(dòng)組件，移動(dòng)組件上設(shè)置有位移傳感器，壓力傳遞盤(pán)的中間設(shè)置有貫穿孔，用于位移傳感器穿過(guò)壓力傳遞盤(pán)與電池測(cè)試倉(cāng)相接觸，移動(dòng)組件由移動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)器控制；執(zhí)行器由執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)器控制；最后通過(guò)微處理器整體控制待測(cè)電池的工作壓力；透過(guò)可活動(dòng)的測(cè)試倉(cāng)負(fù)極來(lái)測(cè)量電池測(cè)試倉(cāng)中電極片的體積變化；本實(shí)用新型具有測(cè)量精確，使用方便的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電極材料技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種基于壓力條件下的電極片充放體積原位檢測(cè)裝置及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著3C領(lǐng)域和電動(dòng)汽車(chē)等的發(fā)展，傳統(tǒng)電池逐漸無(wú)法滿(mǎn)足人們的需求，大量科研機(jī)構(gòu)對(duì)新型電極材料的研發(fā)愈加火熱。而以硅基負(fù)極材料為代表的一批前景無(wú)限的新型電極材料普遍存在著在充放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的體積變化的現(xiàn)象，而這一現(xiàn)象則會(huì)導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)崩塌，電池效率下降，以及安全性下降等問(wèn)題。因此，對(duì)電極材料在充放電過(guò)程中產(chǎn)生的體積變化進(jìn)行研究是十分迫切的需求，而現(xiàn)有的能對(duì)電極材料體積變化進(jìn)行表征的手段，如掃描電子顯微鏡等，都存在著難以定量，難以原位監(jiān)測(cè)的問(wèn)題，這將影響對(duì)電極材料體積變化本質(zhì)原理的探索，減慢新型電極材料的研發(fā)過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中表征手段的不足，本實(shí)用新型提供了壓力下電極片充放體積原位檢測(cè)裝置及控制系統(tǒng)，能夠原位地對(duì)電極片充放電過(guò)程中產(chǎn)生的體積變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且可以對(duì)電極片充放電過(guò)程中所處壓力環(huán)境進(jìn)行控制，測(cè)量精確，使用方便，彌補(bǔ)了當(dāng)前測(cè)量表征手段的不足。

為了達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:

壓力下電極片充放體積原位檢測(cè)裝置，包括機(jī)架1,機(jī)架1內(nèi)下方設(shè)置有電池測(cè)試倉(cāng)2,機(jī)架1的頂部固定執(zhí)行器3,執(zhí)行器3的輸出端通過(guò)連桿4連接壓力傳遞盤(pán)5，壓力傳遞盤(pán)5套設(shè)在機(jī)架1四周的導(dǎo)向柱10上,壓力傳遞盤(pán)5的下方設(shè)置有彈簧6,彈簧6的下端與電池測(cè)試倉(cāng)2的頂部接觸,機(jī)架1頂部的下方設(shè)置有位移傳感器9，位移傳感器9位于電池測(cè)試倉(cāng)2的上方且與電池測(cè)試倉(cāng)2垂直，壓力傳遞盤(pán)5的中間設(shè)置有貫穿孔，用于位移傳感器9穿過(guò)壓力傳遞盤(pán)5與電池測(cè)試倉(cāng)2相接觸，所述的電池測(cè)試倉(cāng)2的下方設(shè)置有壓力傳感器7。

所述的位移傳感器9采用變阻器式位移傳感器、電容式位移傳感器或光柵式位移傳感器中的一種，分辨率超過(guò)100納米。

所述的連桿4采用矩形框架，矩形框架的頂部連接執(zhí)行器3的輸出端，矩形框架底部連接壓力傳遞盤(pán)5。

所述的電池測(cè)試倉(cāng)2包括下部的測(cè)試倉(cāng)正極21，下部的測(cè)試倉(cāng)正極21的上方設(shè)置有測(cè)試倉(cāng)負(fù)極22，測(cè)試倉(cāng)負(fù)極22與測(cè)試倉(cāng)正極21之間設(shè)置被測(cè)試的工作電池23。

測(cè)試倉(cāng)負(fù)極22采用矩形結(jié)構(gòu)，矩形結(jié)構(gòu)的頂部下方設(shè)置有凸起24，測(cè)試倉(cāng)正極21采用H型結(jié)構(gòu)，H型結(jié)構(gòu)的頂部與凸起相匹配，測(cè)試倉(cāng)負(fù)極22與測(cè)試倉(cāng)正極21之間設(shè)置有密封圈25。

所述的機(jī)架1頂部的下方固定有移動(dòng)組件8，位移傳感器9安裝在移動(dòng)組件8上。

基于上述檢測(cè)裝置的控制系統(tǒng)，包括執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)器11、連接微處理器12、測(cè)量反饋電路14和移動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)器15；執(zhí)行器3的信號(hào)輸入端連接執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)器11的信號(hào)輸出端，執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)器11的控制信號(hào)輸入端連接微處理器12的控制信號(hào)輸出端；移動(dòng)組件8的信號(hào)連接移動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)器15的信號(hào)輸入端，移動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)器15的控制信號(hào)輸入端連接微處理器12的控制信號(hào)輸出端；壓力傳感器7和位移傳感器9的信號(hào)輸出端連接測(cè)量反饋電路14的信號(hào)輸入端，測(cè)量反饋電路14的信號(hào)輸出端連接微處理器12的信號(hào)輸入端；微處理器12數(shù)據(jù)信號(hào)端雙向連接外部計(jì)算機(jī)13。