一、什么类型的电芯要做膨胀力测试?
在电池还未成为单体成品前,未加保护板的叫做软包电芯或PACK,因封装不同,形状也不同,比如:封装有铝塑膜,在3C产品中经常用到、钢壳的是指18650的电池、铝壳的是指新能源汽车动力电池。
因用途不同有刀片式的,也有圆柱形的,还有方形的,目前在新能源及储能领域使用方形及刀片式的电芯,为了重视安全起见,行业上通识要检测电芯膨胀力,及电芯模组循环膨胀力。
电芯装上安全保护板后,就可以进行充放电,由于电池是由正负极材料中间隔着一张绝缘纸,再灌入电解液,封装在一个密封的容器当中,焊上安全保护板后,当接通额定电压及电流,激活电池的化学特性,由于物理及化学特性,在充放电时,产生电芯体发生膨胀。
实际应用时,由多个芯体串联或并联在一起,形成电池模组,当多个电芯在充放电时,发生相互膨胀挤压,此时为了安全起见,评估可能带来的安全性,以及对电池效率的影响程度。
所以做新能源电池的一些大厂,都把电芯膨胀力测试列入开发及生产控制环节中,加强对电池的安全性评估。
二、电芯或电芯模组膨胀力检测工装夹具是什么样的系统?
说说电芯膨胀力测试,电池生产企业,科研机构,或大学院校等是主要的需求方,单个电池的膨胀力工装夹具,按电池的形状及尺寸,要进行对应的定制,比如:刀片电池及大方形电芯,不能通用,需要2套工装夹具,膨胀力传感器的形状也不一样,工装夹具的尺寸也不同。
有的需求方,不仅是测膨胀力,还测恒间距、恒压力以及膨胀分布力,还需在工装夹具上加装位移传感器及恒压力弹簧。
有了电芯膨胀力工装夹具,及选好了膨胀力传感器,还需要数字模块,是把物理力信号转换为电信号,通过滤波、放大、显示在仪表上,有的客户需要在PC端上显示,及能管理多批次的测试数据,这要求数字模块需要网口数据传输,以及开发了PC端的数据管理软件。
而电芯模组膨胀力检测设备,是一整套的系统,有的会选用伺服压力机来测电池模组的膨胀力,有的客户需要定制检测系统设备,并增加了冷热循环的功能,不同环境条件下可监测电池模组充放电的膨胀力变化。
同样需要上位机及数字模块,以及膨胀力传感器的相关组件,只是由工装夹具,升级为一台检测设备了。
因此无论是电池或电芯模组膨胀力测试工装夹具,还是膨胀力检测系统,都是按客户需求进行软硬件定制,因为电池尺寸不同、容量不同,膨胀力的大小也不同,膨胀力传感器的量程也会不同。