[發明專利]一種對電池進行CT測試的裝置

在審

• 申請號: 202010002245.3
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111122626A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 崔光磊;辛云川;李杰東;徐紅霞
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

本發明涉及電池技術領域，特別涉及一種對電池進行CT測試的裝置。包括上蓋、上壓頭、套筒、下壓頭及下蓋，其中套筒的兩端插設有上壓頭和下壓頭，上壓頭的外側設有上蓋，下壓頭的外側設有下蓋，上蓋和下蓋分別與套筒的兩端螺紋連接，套筒內用于安裝電池。本發明能夠平行于隔膜方向對電池進行CT觀測的裝置，同時，能夠記錄這個過程中電池內部的壓力變化，以更好地研究鋰電池的枝晶生長情況，為解決鋰枝晶的生長提供基礎數據。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，特別涉及一種對電池進行CT測試的裝置。

技術背景

鋰電池在充放電過程中會生長枝晶，刺穿隔膜，進而導致電池失效，更嚴重的會造成局部短路，引起電池發熱、甚至起火爆炸。同時，電池在充放電過程中、鋰枝晶生長過程中均會引起電池內部形貌變化，宏觀來看，即電池發生膨脹或收縮。

現代測試技術的發展，尤其是CT技術的發展使得可以原位的觀察電池內部的形貌變化，但對圓柱電池而言，由于其較厚的金屬外殼能夠明顯吸收CT測試過程中的X射線，導致CT成像不清，信噪比較低；對軟包電池而言，其不論是軟包電池的幾何平面(即隔膜平面)與CT成像傳感器平行相置，還是垂直相置(圖11所示，軟包電池幾何平面與CT成像傳感器幾何位置關系示意圖)，層層的金屬集流體也將大幅度吸收CT測試過程中的X射線，使得圖像分辨率下降成像質量較差。當降低軟包電池的層數時，由于層數的降低使得中間層的受壓情況與真實電池相差較大，因材，不能高還原度的反映出電池內部的壓力和形貌變化。工業上對成品軟包電池進行CT測試時，均采用超大功率平面源CT測試裝置，其裝置主體異常龐大，功耗非常高。這種裝置是不適在基礎研究的學校和研究所使用。目前作為基礎研究的主戰場，學校和研究所所研究的電池以扣電和薄層軟包為主，扣電的不銹鋼外殼也能大幅度吸收實驗用CT測試裝置的X射線，而薄層軟包電池由于層數較少，離真實商用的軟包電池相差較大。因此，如何能去除電池的金屬外殼或者對電池原位加壓而又不阻擋X射線的通過，成為解決這一問題的關鍵。

進一步的，目前尚無有效的實驗用對電池進行CT測試的夾具。將薄層軟包電池置于CT測試裝置中時，當其幾何平面與CT成像傳感器垂直時，在CT映像重構過程中才能很好的反應鋰電池枝晶的生長情況。但真是的情況是由于電池面積較大，很能做到其幾何平面在測試的旋轉過程中始終與CT成像傳感器相垂直。雖然軟件能夠消除旋轉時軸心偏移帶來的誤差，但對于生長尺度只有微米，亞微米的鋰枝晶而言，有很大一部分枝晶信息被軟件重構修正過程中錯誤的抹掉。鋰電池在發生枝晶刺穿時以垂直于隔膜的生長為主，因此，若能平行于電池的幾何平面(即隔膜平面)觀測則可以非常清晰的得到整個鋰枝晶的生長及發展過程。

為了解決上述問題，有必要提供一種能夠平行于隔膜方向對電池進行CT觀測的裝置，同時，在測試過程中能夠對電池加壓，或者記錄這個過程中電池內部的壓力變化，以更好地研究鋰電池的枝晶生長情況，為解決鋰枝晶的生長提供基礎數據。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種對電池進行CT測試的裝置。該裝置能夠平行于隔膜方向對電池進行CT觀測的裝置，同時，能夠記錄這個過程中電池內部的壓力變化，以更好地研究鋰電池的枝晶生長情況，為解決鋰枝晶的生長提供基礎數據。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種對電池進行CT測試的裝置，包括上蓋、上壓頭、套筒、下壓頭及下蓋，其中套筒的兩端插設有上壓頭和下壓頭，所述上壓頭的外側設有上蓋，所述下壓頭的外側設有下蓋，所述上蓋和所述下蓋分別與所述套筒的兩端螺紋連接，所述套筒內用于安裝電池。

所述上壓頭與所述上蓋之間設有壓力傳感器。

所述上蓋的內壁上設有上蓋螺紋，所述上蓋的內側底部設有與所述壓力傳感器接觸的上蓋加壓面；所述上蓋的側壁上設有上蓋導線引出孔。

所述套筒為中間細、兩頭粗的結構，并且沿軸線設有套筒貫穿孔。

所述套筒采用絕緣材料制成。