一种用于检测锂离子电池内部空间体积的测试仪及其测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于检测锂离子电池内部空间体积的测试仪及其测试方法，测试仪包括刻度筒和设于刻度筒内部并与刻度筒筒壁密封接触的橡胶塞，所述刻度筒顶端活动套设有旋转筒，所述旋转筒的中心通过螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的底端与所述橡胶塞固定连接；所述刻度筒的底端通过气管与固定在支撑架上的锥形橡胶管连接，所述锥形橡胶管上连接有真空压力表。本装置结构简单、操作方便且适应性强，是通过改变体积来测量压力的方法，计算出电池内部空间的体积，并通过加压和抽真空两种方式进行校正误差，提高测试结果。
【专利说明】一种用于检测锂离子电池内部空间体积的测试仪及其测试方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种用于检测锂离子电池内部空间体积的测试仪及其测试方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]锂离子电池是一种二次充电电池，它是由设在壳体内部的正、负极和电解液组成，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌;充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态;放电时则相反。锂离子电池在组装完成后，锂离子电池壳体内部空间的大小直接关系到电解液量的需求，所以电解液在注液前需要对壳体内部空间进行测定，以最大限度地提高电池容量而降低无用空间。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种用于检测锂离子电池内部空间体积的测试仪及其测试方法，以最大限度地提高电池容量而降低电池内部的无用空间。
[0007]本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种用于检测锂离子电池内部空间体积的测试仪，包括刻度筒和设于刻度筒内部并与刻度筒筒壁密封接触的橡胶塞，所述刻度筒顶端活动套设有旋转筒，所述旋转筒的中心通过螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的底端与所述橡胶塞固定连接;所述刻度筒的底端通过气管与固定在支撑架上的锥形橡胶管连接，所述锥形橡胶管上连接有真空压力表。
[0008]进一步方案，所述支撑架包括固定锥形橡胶管的上平台，所述上平台的两端分别架设在开设有外螺纹的支柱上，通过固定螺母将它们连接固定。
[0009]进一步方案，所述刻度筒为透明的，其外表面的两侧分别设有从下往上计数和从上往下计数的刻度线。
[0010]进一步方案，所述刻度筒的顶端外周环设有一圈环形槽，所述旋转筒的底端卡设在环形槽内自由转动。
[0011]本发明的另一个发明目的是提供上述测试仪的测试方法，其包括以下步骤:
(1)设定参数:在恒定温度下，设一个标准大气压为P，设待测锂离子电池内部空间的体积为V;调整橡胶塞使其位于刻度筒底端，设刻度筒内部有效体积为Vb、从橡胶塞底端到锥形橡胶管端口之间的体积为Va;
(2)然后将锥形橡胶管的端口插入锂离子电池的注液孔中并密封； (3)通过转动旋转筒使橡胶塞上升进行抽气，当真空压力表上显示压力为P/2时，停止橡胶塞上升并记录橡胶塞上升的体积Vl;
(4)根据理想气体状态方程(Va+V)P/T=(Va+V+Vl)P/2T，得出V=Vl-Va;
(5)拔出锥形橡胶管，调整橡胶塞使其位于刻度筒的顶端，然后将锥形橡胶管的端口插入锂离子电池的注液孔中并密封；
(6)通过转动旋转筒使橡胶塞下降进行加压，当真空压力表上显示压力为2P时，停止橡胶塞下降并记录橡胶塞上升的体积V2;
(7 )根据理想气体状态方程(Va+V+Vb )P/T=2P (Va+V+Vb-V2 )/T，得出 V=2V2-Va-Vb;
(8)由于真实状态与理想状态的差异，取步骤(4)、(7)所得的Vb值的平均值即为锂离子电池内部空间的实际体积。
[0012]进一步方案，所述步骤(I)中Vb〉Va+V。
[0013]本发明的测试过程中都是在恒定的温度下进行的。本发明利用理想气体状态方程PV/T=C，在恒定温度下等量气体体积与压力的近似对应关系P1V1/T=P2V2/T，通过改变体积来测量压力的方法，计算出电池内部空间的体积。并通过加压和抽真空两种方式校正误差。所以本发明的测试方法方便快捷，操作简单，为锂离子的设计研发提供了数据参考。
[0014]本发明通过橡胶塞和刻度筒密封组成注射器状结构，通过螺纹杆带动橡胶塞在刻度筒内升、降，由于螺纹杆和旋转筒之间是螺纹连接，通过转动旋转筒即可实现螺纹杆的上升或下降，操作方便。另外，固设锥形橡胶的上平台可通过固定螺母来调节其垂直高度，从而使锥形橡胶能插入锂离子电池的注液孔，使本装置适应各种型号的锂离子电池，适应性强。
[0015]
【附图说明】
[0016]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0017]图1是本发明结构示意图。
[0018]图2是本发明使用状态不意图。
[0019]图中:1-刻度筒，2-螺纹杆，3-橡胶塞，4-气管，5-环形槽，6_旋转筒，7_底座，8_支柱，9-固定螺母，10-上平台，11-锥形橡胶，12-真空压力表，13-锂离子电池。
[0020]
【具体实施方式】
[0021]实施例1:
如图1所示，一种用于检测锂离子电池内部空间体积的测试仪，包括刻度筒I和设于刻度筒I内部并与刻度筒I筒壁密封接触的橡胶塞3，所述刻度筒I顶端活动套设有旋转筒6，所述旋转筒6的中心通过螺纹连接有螺纹杆2，所述螺纹杆2的底端与所述橡胶塞3固定连接；所述刻度筒I的底端通过气管4与固定在支撑架上的锥形橡胶管11连接，所述锥形橡胶管11上连接有真空压力表12。
[0022]进一步方案，所述支撑架包括固定锥形橡胶管11的上平台10，所述上平台10的两端分别架设在开设有外螺纹的支柱8上，通过固定螺母9将它们连接固定。
[0023]进一步方案，所述刻度筒I为透明的，其外表面的两侧分别设有从下往上计数和从上往下计数的刻度线。
[0024]进一步方案，所述刻度筒I的顶端外周环设有一圈环形槽5，所述旋转筒6的底端卡设在环形槽5内自由转动。
[0025]
实施例2:
测试仪的测试方法如图2所示，其包括以下步骤:
(1)设定参数:在恒定温度下，设一个标准大气压为P，设待测锂离子电池内部空间的体积为V;调整橡胶塞3使其位于刻度筒I底端的O刻度线处，并设刻度筒I内部有效体积为Vb、从橡胶塞3底端到锥形橡胶管11端口之间的体积为Va，且Vb〉Va+V;
(2)调整上平台10的位置，将锥形橡胶管11的端口插入锂离子电池13的注液孔中并密封；
(3)通过转动旋转筒6使螺纹杆2带动橡胶塞上升进行抽气，当真空压力表12上显示压力为P/2时，停止橡胶塞3上升并记录橡胶塞3上升的体积Vl;
(4)温度恒定，根据理想气体状态方程(Va+V)P/T=(Va+V+Vl)P/2T，得出V=Vl-Va;
(5)拔出锥形橡胶管，调整橡胶塞使其位于刻度筒的顶端，然后将锥形橡胶管的端口插入锂离子电池的注液孔中并密封；
(6)通过转动旋转筒使橡胶塞下降进行加压，当真空压力表上显示压力为2P时，停止橡胶塞(3)下降并记录橡胶塞上升的体积V2;
(7)温度恒定，根据理想气体状态方程(Va+V+Vb)P/T=2P(Va+V+Vb-V2)/T，得出V=2V2-Va-Vb；
(8)由于真实状态与理想状态存在差异，取步骤(4)、(7)所得的Vb值的平均值即为锂离子电池内部空间的实际体积。
[0026]以上内容仅仅是对本发明测试仪的结构和测试方法所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于检测锂离子电池内部空间体积的测试仪，其特征在于:包括刻度筒(I)和设于刻度筒(I)内部并与刻度筒(I)筒壁密封接触的橡胶塞(3 )，所述刻度筒(I)顶端活动套设有旋转筒(6)，所述旋转筒(6)的中心通过螺纹连接有螺纹杆(2)，所述螺纹杆(2)的底端与所述橡胶塞(3)固定连接;所述刻度筒(I)的底端通过气管(4)与固定在支撑架上的锥形橡胶管(11)连接，所述锥形橡胶管(11)上连接有真空压力表(12)。2.根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于:所述支撑架包括固定锥形橡胶管(11)的上平台(10)，所述上平台(10)的两端分别架设在开设有外螺纹的支柱(8)上，通过固定螺母(9)将它们连接固定。3.根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于:所述刻度筒(I)为透明的，其外表面的两侧分别设有从下往上计数和从上往下计数的刻度线。4.根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于:所述刻度筒(I)的顶端外周环设有一圈环形槽(5)，所述旋转筒(6)的底端卡设在环形槽(5)内自由转动。5.一种如权利要求1所述的测试仪的测试方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)设定参数:在恒定温度下，设一个标准大气压为P，设待测锂离子电池内部空间的体积为V;调整橡胶塞使其位于刻度筒底端，设刻度筒(I)内部有效体积为Vb、从橡胶塞(3)底端到锥形橡胶管(11)端口之间的体积为Va; (2)将锥形橡胶管(11)的端口插入锂离子电池(13)的注液孔中并密封； (3)通过转动旋转筒(6)使橡胶塞上升进行抽气，当真空压力表(12)上显示压力为P/2时，停止橡胶塞(3)上升并记录橡胶塞(3)上升的体积Vl ； (4)根据理想气体状态方程(Va+V)P/T=(Va+V+Vl)P/2T，得出V=Vl-Va; (5)拔出锥形橡胶管(11)，调整橡胶塞(3)使其位于刻度筒(I)的顶端，然后将锥形橡胶管(11)的端口插入锂离子电池(13)的注液孔中并密封； (6)通过转动旋转筒(6)使橡胶塞(3)下降进行加压，当真空压力表(12)上显示压力为2P时，停止橡胶塞(3)下降并记录橡胶塞(3)上升的体积V2; (7)根据理想气体状态方程(Va+V+Vb)P/T=2P(Va+V+Vb-V2)/T，得出V=2V2-Va-Vb; (8)取步骤(4)、(7)所得的Vb值的平均值即为锂离子电池内部空间的实际体积。6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于:所述步骤(I)中Vb〉Va+V。
【文档编号】G01F17/00GK106092245SQ201610674923
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月17日 公开号201610674923.4, CN 106092245 A, CN 106092245A, CN 201610674923, CN-A-106092245, CN106092245 A, CN106092245A, CN201610674923, CN201610674923.4
【发明人】余水, 李瑜
【申请人】合肥国轩高科动力能源有限公司