专利名称：电池内压在线测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池参数测量设备，尤其是涉及一种电池内压在线测量系统。
背景技术：
镍氢电池在使用过程中，在过充的情况下，负极有H2产生，正极产生02，由于这些气体的产生，使电池内部的压力增大。这一压力随着充电时间而逐渐累加，由于负极的储氢合金对氢和氧合成水起催化作用，因此电池的内压最终达到某平衡值。如果这一平衡压力大于电池安全压力，那么电池就会漏气，甚至漏液，损坏用电设备，并使电池内部的电解液减少，内阻增大，容量和寿命降低。因为储氢合金性能的好坏决定了电池内部的平衡压高低，而决定镍氢电池内压的 因素是储氢合金，所以电池内压的测定对储氢合金的性能研究具有重要意义。电池内压的测试一般采用开口法和形变法。开口法是将开口电池放于一装有压力传感器的密闭容器中进行充放电，充放电过程中产生的压力由压力传感器反映出来。由于密闭容器中除了电池外还有其它剩余空间，因此无法反映电池的真实内压。真实测量电池内压应该采用形变法。形变法测量电池内压的工作原理是在一定区间内电池壳体因内部气体压力产生的应变，与所受内压的闻低的有关，并存在着确定的关系；通过实验可以测定电池外壳应变与内压的关系曲线，采用精密的微小形变测量工具，可以准确测量电池壳体在内压作用下的微小形变进而在形变-压力关系曲线上查出电池内压。中国专利CN1068190公开一种圆柱密封电池内压值的测量方法，主要是利用电阻应变片，测量电池外壳由于电池内压变化而引起的微应变量，计算出电池内压值。该发明测量与压力表法相比，不仅保持了圆柱密封电池的原结构和完整性，改变了已有技术中破坏性的测量方法，而且所测的压力值可反映实际圆柱密封电池的内压。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池内压在线测量系统。本发明设有电池夹具、电池头夹具、电池正极螺钉、百分表、百分表固定螺钉和电池固定螺钉。所述电池夹具内用于装入被测电池，所述电池正极螺钉固定在电池头夹具的中心接口并顶住电池正极安全帽，电池正极螺钉与电池头夹具之间设有绝缘层；所述百分表插入电池夹具内并与被测电池的底部接触，百分表固定螺钉穿入电池夹具将百分表固定；电池正极螺钉和电池固定螺钉分别作为电池的正极和负极。与现有的电池内压测量设备相比，本发明具有以下优点I)用电池正极螺钉顶在电池正极安全帽上，安全帽不会因为内压超过其安全压力而打开。由于电池夹具紧紧包住电池，电池内压只能使电池钢壳底部形变。因此，测定的内压值可以超过电池的安全压力，达到电池的平衡压力。2)电池头夹具采用螺帽旋在电池夹具上，使电池夹具和电池头夹具形成一整体，电池被电池夹具和电池头夹具紧紧包�。庋喂蹋惺芰Υ螅诮醒沽σ恍伪淝卟饬渴保逖沽梢源锏�4. 5MPa (45大气压)，满足测量安全压力以上的内压所需。
图I为本发明实施例的结构组成示意图。图2为用空钢壳进行形变一压力曲线测量时的结构组成示意图。图3为钢壳的形变一压力曲线测量结果。在图3中，横坐标为形变(mm/100)，纵坐标为内压(atm)图4为电池内压测量结果(电池安全阀的安全压力是30atm，电池内压最终平衡压力是36. 6atm)0在图4中，横坐标为充电时间(min),纵坐标为内压(atm)。
具体实施例方式以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。参见图I和2，本发明实施例设有电池夹具I、电池头夹具2、电池正极螺钉3、百分表4、百分表固定螺钉5和电池固定螺钉6。所述电池夹具I内用于装入被测电池A，所述电池正极螺钉3固定在电池头夹具2的中心接口并顶住电池正极安全帽9，电池正极螺钉3与电池头夹具2之间设有绝缘层7 ;所述百分表4插入电池夹具I内并与被测电池A的底部接触，百分表固定螺钉5穿入电池夹具I将百分表4固定；电池正极螺钉3和电池固定螺钉6分别作为电池的正极和负极。在进行形变-压力曲线测定时，将电池换成电池空钢壳B，电池正极螺钉换成管接头8，管接头8可接高压气体，对空钢壳B充高压。本发明采用不锈钢制作，电池(电池钢壳)放入内压测量装置内，电池(电池钢壳)底部有一宽度为Imm的环形底筒支撑，使电池(电池钢壳)底部有直径为12mm的自由形变空间；电池顶部用带有固定螺母的电池头夹具压紧，电池头夹具中心有电池正极螺丝，正极螺丝与固定螺母之间是绝缘的，电池正极被正极螺钉顶紧，使电池正极安全阀无法开启。因此，本发明测量的电池内压可达到45以上大气压。本发明可以测量电池内部的平衡压力，具体方法如下I)形变一压力曲线的测量将电池钢壳放置于电池夹具中(见图2)，利用高压气体对电池壳进行充气，使电池壳内的压力不断增加，用百分表测量电池壳底部的微小形变，压力测量范围0 4. 5MPa，每个压力值相应有一形变量，绘制形变-压力orign图(见图3)。由图3可见，电池钢壳底部形变量小于0. 135mm (对应内压为20atm)时的形变是属于弹性形变，形变量超过0. 135mm后就发生了塑性形变，电池内部平衡压力的测量过程中压力与形变不存在确定的线性关系，因此，内压测量利用压力-形变orign图查出形变量e对应的电池内压。2)电池放置于电池内压测量装置(见图I)中，用正极螺钉顶紧电池安全阀。充电设备的正极接正极螺钉，充电设备的负极接电池固定螺钉(电池的安全帽是正极、电池的钢壳是负极)，对电池进行过量充电。3)通过测量电池在过充情况下电池底部的微小形变e ,从压力-形变orign图表(图3)上查出e对应的电池内压。
图4是电池内压测量结果。由图4可见，电池内压超过安全阀安全压力的情况下 安全阀也不会打开。因此测量的电池内压可以达到它的平衡压力。
权利要求
1.电池内压在线测量系统，其特征在于设有电池夹具、电池头夹具、电池正极螺钉、百分表、百分表固定螺钉和电池固定螺钉；所述电池夹具内用于装入被测电池，所述电池正极螺钉固定在电池头夹具的中心接口并顶住电池正极安全帽，电池正极螺钉与电池头夹具之间设有绝缘层；所述百分表插入电池夹具内并与被测电池的底部接触，百分表固定螺钉穿入电池夹具将百分表固定；电池正极螺钉和电池固定螺钉分别作为电池的正极和负极。
全文摘要
电池内压在线测量系统，涉及一种电池参数测量设备。设有电池夹具、电池头夹具、电池正极螺钉、百分表、百分表固定螺钉和电池固定螺钉。电池夹具内用于装入被测电池，所述电池正极螺钉固定在电池头夹具的中心接口并顶住电池正极安全帽，电池正极螺钉与电池头夹具之间设有绝缘层；百分表插入电池夹具内并与被测电池的底部接触，百分表固定螺钉穿入电池夹具将百分表固定；电池正极螺钉和电池固定螺钉分别作为电池的正极和负极。测定的内压值可以超过电池的安全压力，达到电池的平衡压力。更为牢固，承受力大，在进行压力—形变曲线测量时，气体压力可以达到4.5MPa，满足测量安全压力以上的内压所需。
文档编号G01L7/00GK102706507SQ201210178069
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者张天明, 郭善永, 魏丽英 申请人:厦门钨业股份有限公司
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