[發明專利]一種軟包電池硬度測試裝置及其方法

在審

• 申請號: 202010779638.5
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN112393999A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 張道振;韓笑;章鵬;陳武杰
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司;萬向集團公司
• 主分類號: G01N3/48
• 分類號: G01N3/48;G01N3/42;G01N3/32;G01N3/02;G01M7/08;G01M7/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明的軟包電池硬度測試裝置，包括底座，所述底座上設置有機架，所述機架上設置有移動平臺和壓合測試機構，所述壓合測試機構包括有控制單元，所述壓合測試機構包括有對應底座設置的壓合頭，所述壓合頭上設置有力傳感器，所述力傳感器的信號輸出端連接于控制單元的信號輸入端。利用壓合測試機構對待測試電池進行壓合測試，通過預設壓力的壓合頭對軟包電池表面進行局部擠壓，并分析電池表面塑性形變的狀態對軟包電池的硬度進行定量式表征；又利用觸控面板控制振動電機驅動壓合頭進行高頻振動，此時環設于軟包電池外周的厚度傳感器可對軟包電池進行邊緣振幅測試并記錄軟包電池外緣各點的振幅差值，以此測試軟包電池的均勻度。

技術領域

本發明涉及電池測量技術領域，尤其是涉及一種軟包電池硬度測試裝置及其方法。

背景技術

鋰離子電池作為移動電話、便攜式計算機、個人數據助理、手持終端機、動力等的電源，近年來得到迅速發展的同時對電池的能量密度也提出了更高的要求。而軟包鋰離子電池除具有金屬外殼電池的優點和優勢之外，在體積容量密度、重量能量密度有超過10%～20%的提升，而且具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優點。但軟包鋰離子電池常因原材料材料、注液量和生產工藝等原因，電池表面軟、易變形，對于長寬尺寸很大，厚度偏薄的鋰離子電池，電池越軟，對后續成組裝配不利。特別是隨著移動電子產品越來越輕薄化，要求的鋰離子電池的厚度也越來越薄，對鋰離子電池的外觀平整度和硬度要求也越來越高。

傳統的硬度檢驗方法有布氏硬度法、洛氏硬度法、表面洛氏硬度法、維氏硬度，顯微維氏硬度法和小負荷維氏硬度法，傳統的檢驗方法中壓頭為鋼球、金剛石圓錐體、金剛石四方角椎體。傳統硬度檢驗方法適用于金屬材料硬度檢測，不適軟包鋰離子電池。

申請公布日為2013年10月23日的中國發明專利公開了一種“硬度測試器”，其公告號CN 103364291A，測試器包括水平移位器、圖像拍攝器、切換器、存貯器及臺位移控制器等，測試器壓頭對被置于樣品臺上的樣品施加預定的測試力，在所述的樣品表面形成壓痕，測量壓痕的尺寸、表征所述樣品的硬度。

申請公布日為2014年7月30日的中國發明專利公開了一種“硬度計”，其公告號CN103954515 A，包括支撐管、硬度感應器、滑動設置在支撐管內的磁性測試體、設置在支撐管內的傳動裝置，傳動裝置驅動磁性測試體沖擊工件表面，回彈線圈產生電流，根據沖擊速度和回彈電流進一步計算工件硬度值。

申請公布日為2018年8月27日的中國實用新型專利公開了一種“一種軟包裝鋰離子電池的硬度測試裝置”，其公告號CN 209303228 U，包括底座、檢驗裝置和測壓裝置，其特征是，底座用于支撐固定待測電池，所述檢驗裝置包括激光發射裝置和激光接收裝置，所述激光發射裝置和激光接收裝置位于底板兩側測壓裝置用于對待測電池提供穩定的壓力，激光檢驗裝置發射激光穿過待測電池下方，待測電池彎曲至激光處即為硬度不符合要求。

申請公布日為2018年10月24日的中國發明專利公開了一種“一種軟包裝鋰離子電池的硬度測試裝置”，其公告號CN209311234U，包括底板、固定裝置、壓塊限位裝置、壓塊和厚度測試儀，通過壓塊來對電池提供穩定壓力，通過厚度測試儀來判斷電池硬度是否符合要求。

傳統的硬度檢驗方法不適用于軟包鋰電池，而針對軟包鋰電池的相關專利、文獻卻無法實現軟包鋰電池的定量式硬度檢驗。

發明內容

針對現有技術中無法對軟包鋰電池進行定量硬度檢測的問題，本發明提供了一種軟包電池硬度測試裝置及其方法，利用壓合測試機構對待測試電池進行壓合測試，通過預設壓力的壓合頭對軟包電池表面進行局部擠壓，并分析電池表面塑性形變的狀態對軟包電池的硬度進行定量式表征。