本申請涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種檢測裝置。

背景技術(shù)：

鋰離子電池在化成或使用過程中都會產(chǎn)氣，其產(chǎn)氣量和形變程度是衡量鋰離子電池制造工藝和安全性能的重要指標(biāo)。

以電芯的化成過程為例，電解液中的溶劑和添加劑會與陽極發(fā)生還原反應(yīng)，從而產(chǎn)生氫氣、烯烴、烷烴、一氧化碳等氣體，其具體的產(chǎn)氣量視陰陽極片材料和電解液配方而定。一般來講，電芯化成時所產(chǎn)生的氣體會在化成時或后續(xù)的除氣工藝中被抽除掉，對電芯形貌和性能幾乎無影響。但是在某些自由化成或無夾具化成工藝中，這部分化成產(chǎn)氣會實(shí)時破壞電芯界面，從而導(dǎo)致電芯容量和首周的庫倫效率的降低，出現(xiàn)黑斑析鋰等問題。尤其是現(xiàn)在某些特殊用途的小容量電芯，其生產(chǎn)過程中直接省略除氣工藝，此時要求化成過程必須盡可能的減少產(chǎn)氣，因此監(jiān)控電芯的化成產(chǎn)氣量十分必要。通過監(jiān)控電芯的化成產(chǎn)氣量，可對比不同化成工藝和流程、陰陽極材料和電解液配方等因素對電芯化成產(chǎn)氣的影響，以合理優(yōu)化電芯化成產(chǎn)氣。

目前，測試電芯在充放電過程中的體積變化是通過排水法實(shí)現(xiàn)的，該方法為間歇測試法，即先將正在進(jìn)行充放電過程的電芯從電化學(xué)工作站取下，然后通過排水法測試其體積變化。由于使用排水法需要將正在進(jìn)行充放電過程中的電芯從電化學(xué)工作站取下，因此該方法無法實(shí)時檢測電芯在整個充放電過程中體積變化的全部過程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┝艘环N檢測裝置，能夠?qū)崟r檢測電芯在充放電過程中的體積變化。

本申請?zhí)峁┝艘环N檢測裝置，其包括檢測元件和箱體，

所述箱體用于容納液體和完全浸泡在所述液體內(nèi)的電芯，

所述檢測元件包括連接部和檢測部，所述連接部能夠與所述電芯連接，并能夠向所述電芯施加作用力，所述作用力的方向與所述電芯的重力方向相反，以使所述電芯能夠靜置在所述液體中，所述檢測部與所述連接部連接，用于檢測所述作用力的大小。

優(yōu)選地，在所述電芯完全浸泡在所述液體內(nèi)時，所述箱體的內(nèi)壁面與所述電芯之間具有間隔。

優(yōu)選地，所述箱體具有開口端和底端，所述開口端至所述底端的方向?yàn)樗鲭娦镜闹亓Ψ较颍?/p>

所述檢測元件相較于所述箱體的底端更靠近所述箱體的開口端，所述連接部向所述電芯施加的作用力為拉力。

優(yōu)選地，所述檢測元件為拉力傳感器。

優(yōu)選地，所述連接部為掛鉤，

所述檢測裝置還包括導(dǎo)線，所述導(dǎo)線的一端能夠與電化學(xué)工作站電連接，所述導(dǎo)線的另一端設(shè)置有極耳夾，所述極耳夾掛在所述掛鉤上，且所述極耳夾能夠與所述電芯的極耳電連接。

優(yōu)選地，還包括升降臺，所述升降臺與所述箱體的底端連接，用于支撐所述箱體，且所述升降臺能夠使所述箱體的底端產(chǎn)生靠近所述檢測元件的第一行程和/或遠(yuǎn)離所述檢測元件的第二行程。

優(yōu)選地，所述箱體為透明箱體。

優(yōu)選地，還包括外殼體，所述外殼體罩扣在所述箱體的外部。

優(yōu)選地，還包括恒溫組件，所述恒溫組件能夠使所述外殼體內(nèi)的溫度保持恒定。

優(yōu)選地，所述恒溫組件包括溫控裝置及與所述溫控裝置連接的溫度檢測裝置，

所述溫度檢測裝置安裝在所述外殼體內(nèi)，所述溫度檢測裝置用于檢測所述外殼體內(nèi)的溫度，并將檢測到的溫度信息反饋至所述溫控裝置，

所述溫控裝置根據(jù)所述溫度檢測裝置檢測到的溫度信息調(diào)整所述外殼體內(nèi)的溫度，以使所述外殼體內(nèi)的溫度保持恒定。

本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可以達(dá)到以下有益效果：

本申請所提供的檢測裝置，其檢測元件的連接部能夠與完全浸泡在箱體內(nèi)的液體中的電芯連接，并且該連接部還能夠向該電芯施加與電芯的重力相反的作用力，以使電芯能夠靜置在箱體內(nèi)的液體中。此時，電芯的重力等于電芯所受的浮力與連接部施加的作用力的和，當(dāng)電芯在充放電過程中的體積出現(xiàn)變化時(如產(chǎn)氣)，由阿基米德原理可知，電芯所受的浮力便會隨之變化，在電芯的重力不變的情況下，那么連接部所施加的作用力也會隨之變化，檢測元件的檢測部檢測到作用力的變化，因此可推斷出電芯在充電過程中的體積的變化。通過這種方式不需要將電芯從電化學(xué)工作站取下就能夠?qū)崿F(xiàn)電芯的體積的檢測，因此，本申請?zhí)峁┑臋z測裝置能夠?qū)崟r檢測電芯在充放電過程中的體積變化。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請。

附圖說明

圖1為本申請實(shí)施例所提供的檢測裝置與電化學(xué)工作站及終端的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

10-檢測元件；

10a-連接部；

10b-檢測部；

11-箱體；

12-導(dǎo)線；

13-升降臺；

14-外殼體；

15-溫度檢測裝置；

16-PID控制模塊；

17-液體；

2-電芯；

3-數(shù)據(jù)采集器；

4-通信協(xié)議器；

5-電化學(xué)工作站；

6-終端。

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本申請的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本申請的原理。

具體實(shí)施方式

下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本申請做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1所示，本申請實(shí)施例提供了一種檢測裝置，可實(shí)時檢測電芯2在充放電過程中的體積變化。具體地，此檢測裝置可包括檢測元件10和箱體11，此箱體11可用于容納液體17和完全浸泡在該液體17內(nèi)的電芯2。而檢測元件10可包括連接部10a，該連接部10a能夠與完全浸泡在液體17中的電芯2連接，并且該連接部10a能夠向此電芯2施加作用力，該作用力的方向與電芯2的重力方向相反，以使電芯2能夠靜置在液體17中。當(dāng)電芯2靜置在液體17中時，該電芯2的重力等于電芯2所受的浮力與連接部10a施加的作用力的和。其中，該檢測元件10還可包括檢測部10b，該檢測部10b與連接部10a連接，用于檢測連接部10a向電芯2所施加的作用力的大小。本實(shí)施例中，通過這種方式不需要將電芯2從電化學(xué)工作站5取下就能夠?qū)崿F(xiàn)電芯2的體積的檢測，也就是說，本申請?zhí)峁┑臋z測裝置可實(shí)時檢測電芯2在充放電過程中的體積變化。

具體地，該檢測元件10的檢測部10b可通過CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線與數(shù)據(jù)采集器3、通信協(xié)議器4及終端6(例如電腦)依次連接。當(dāng)電芯2在充放電過程中的體積出現(xiàn)變化時(如產(chǎn)氣)，由阿基米德原理可知，電芯2所受的浮力便會隨著此電芯2的體積的變化而變化，但在電芯2的重力不變，且該電芯2仍然靜置在液體17中的情況下，那么連接部10a所施加的作用力則會隨著浮力的變化而變化。而該檢測部10b則實(shí)時檢測連接部10a向電芯2所施加的作用力的變化，并可通過CAN總線將檢測到的信號傳遞給數(shù)據(jù)采集器3，而數(shù)據(jù)采集器3再通過CAN總線將該信號傳送至通信協(xié)議器4，且通信協(xié)議器4向終端6發(fā)送該信息，終端6則將檢測部10b檢測到的作用力轉(zhuǎn)化為電芯2的體積變化，并以實(shí)時曲線圖的形式顯示出來，從而能夠?qū)崟r反映電芯2在充放電過程中的體積變化。其中，所有數(shù)據(jù)可以以文本的格式保存。

需要說明的是，上述提到的CAN總線是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，其采用雙線串行通信的方式，且檢錯能力強(qiáng)，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作，具有實(shí)時性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。而數(shù)據(jù)采集器3采用ADC(analog to digital converter，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片)，優(yōu)選地，采用ADS1256ID高精度24位ADC。

另外，由于極耳在電芯2充放電過程中一般很少出現(xiàn)產(chǎn)氣的情況，因此，該極耳的體積在電芯2充放電過程中不易出現(xiàn)明顯的變化，也就是說，本實(shí)施例中的檢測裝置檢測到的電芯2的體積變化實(shí)際上為電芯2除了極耳之外的部分的體積變化。因此，該極耳是否浸泡在液體17中，對本實(shí)施例中的檢測裝置的檢測結(jié)果不會造成影響。但是為了方便電芯2與電化學(xué)工作站5進(jìn)行電連接，本實(shí)施例中可將電芯2的極耳伸出液體17。

其中，由于電芯2在充放電的過程中會釋放一定的熱量，為了保證該檢測裝置能夠在安全的工作環(huán)境下檢測電芯2在充放電過程中的體積變化，該箱體11內(nèi)容納的液體17應(yīng)選用絕緣性和安全性好的液體17，優(yōu)選地，該液體17為硅油。

在本實(shí)施例中，上述箱體11具有開口端和底端，開口端至底端的方向?yàn)殡娦?的重力方向，而檢測元件10相較于箱體11的底端更靠近箱體11的開口端，且該檢測元件10的連接部10a向電芯2所施加的作用力為拉力。這樣設(shè)計使得該檢測元件10可遠(yuǎn)離箱體11的底端設(shè)置，以避免箱體11內(nèi)的液體17影響檢測元件10的檢測結(jié)果，從而提高檢測裝置檢測的精準(zhǔn)性。另外，由于檢測元件10的連接部10a向電芯2施加的作用力為拉力，因此，可將檢測元件10與箱體11分離設(shè)置，從而可以省略檢測元件10與箱體11的組裝步驟，降低檢測裝置的組裝難度。

優(yōu)選地，上述檢測元件10為拉力傳感器，該拉力傳感器具有抗偏載能力強(qiáng)、精度高、檢測范圍廣、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單及頻響特性好等優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)選地，上述檢測元件10的連接部10a可為掛鉤，而檢測裝置還可包括導(dǎo)線12，該導(dǎo)線12不僅用于實(shí)現(xiàn)電芯2與電化學(xué)工作站5的電連接，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)檢測元件10與電芯2的連接。具體地，該導(dǎo)線12的一端與電化學(xué)工作站5電連接，而該導(dǎo)線12的另一端可設(shè)置有極耳夾(圖中未示出)，該極耳夾與電芯2的極耳電連接，以實(shí)現(xiàn)電化學(xué)工作站5與電芯2之間的電連接。其中，該極耳夾還可掛在掛鉤上，以實(shí)現(xiàn)電芯2與檢測元件10之間的連接。

需要說明的是，該連接部10a也可為連接線，該連接線可纏繞在極耳夾上，以實(shí)現(xiàn)該檢測元件10與電芯2的連接。

在本實(shí)施例中，在電芯2完全浸泡在液體17內(nèi)時，箱體11的內(nèi)壁面與電芯2之間具有間隔，也就是說，該電芯2在完全浸泡在液體17內(nèi)時不與箱體11的內(nèi)壁面接觸，以避免箱體11的內(nèi)壁面施加給電芯2一定的作用力，從而導(dǎo)致檢測裝置檢測的精準(zhǔn)性降低的情況。

基于上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例的檢測裝置還包括升降臺13，該升降臺13與箱體11的底端連接，用于支撐箱體11，且升降臺13能夠使箱體11的底端產(chǎn)生靠近檢測元件10的第一行程和/或遠(yuǎn)離檢測元件10的第二行程，以適應(yīng)不同高度的電芯2進(jìn)行檢測。

具體地，當(dāng)電芯2與檢測元件10的連接部10a連接好，且箱體11內(nèi)的液體17的高度保持穩(wěn)定后，如果電芯2沒有完全浸泡在箱體11的液體17中，可通過升降臺13驅(qū)動箱體11產(chǎn)生靠近檢測元件10的第一行程，以使該電芯2能夠完全浸泡在箱體11的液體17中且不與箱體11的底壁接觸。如果電芯2完全浸泡在箱體11的液體17中，并與箱體11的底壁接觸，那么可通過升降臺13驅(qū)動箱體11產(chǎn)生遠(yuǎn)離檢測元件10的第二行程，從而使箱體11的底壁遠(yuǎn)離電芯2，以使該電芯2能夠完全浸泡在箱體11的液體17的同時，不與箱體11的底壁接觸，以保證檢測裝置檢測的精準(zhǔn)性。

值得說明的是，電芯2的高度所在的方向均為電芯2的重力方向。

優(yōu)選地，箱體11為透明箱體11，也就是說，該箱體11采用透明材料制成，通過將箱體11設(shè)計為透明的，以便觀察和調(diào)整電芯2在液體17中的位置，保證電芯2能夠完全浸泡在液體17內(nèi)，從而保證檢測裝置檢測的精準(zhǔn)性。

在本申請的一個實(shí)施例中，檢測裝置還包括外殼體14，此外殼體14可罩扣在箱體11的外部。具體地，當(dāng)將電芯2分別與檢測元件10和電化學(xué)工作站5連接好后，可將電芯2完全浸泡在箱體11的液體17中，當(dāng)電芯2靜置在箱體11的液體17中，且該電芯2不與箱體11的內(nèi)壁面接觸時，可將外殼體14罩扣在箱體11的外部，使箱體11處于一個相對封閉的環(huán)境中，避免外界環(huán)境(例如：溫度、濕度、風(fēng)等)影響檢測結(jié)果，從而提高檢測裝置的檢測精準(zhǔn)性。

當(dāng)本實(shí)施例的檢測裝置包括外殼體14時，還可將檢測元件10安裝在外殼體14的頂部，優(yōu)選地，該檢測元件10置于外殼體14的內(nèi)部，以避免外接外界環(huán)境(例如：溫度、濕度、風(fēng)等)對檢測元件10的干擾，從而提高檢測元件10檢測的穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，該檢測裝置還可包括恒溫組件，該恒溫組件能夠使外殼體14內(nèi)的溫度保持恒定，也就是說，該檢測裝置可檢測電芯2在某一恒定溫度下進(jìn)行充放電時的體積變化。本實(shí)施例中，通過設(shè)置恒溫組件可使外殼體14內(nèi)的溫度保持恒定，從而避免外殼體14內(nèi)的溫度發(fā)生劇烈變化，導(dǎo)致檢測元件10的檢測結(jié)果不準(zhǔn)的情況。例如，在檢測電芯2化成時的體積變化時，可通過恒溫組件使外殼體14內(nèi)的溫度恒定在電芯2制作過程中的溫度，通常在50℃左右，這樣可保證檢測裝置檢測的精準(zhǔn)性。

具體地，該恒溫組件包括溫控裝置及與該溫控裝置連接的溫度檢測裝置15，該溫度檢測裝置15可為溫度傳感器，且該溫度檢測裝置15安裝在外殼體14內(nèi)，用于實(shí)時檢測外殼體14內(nèi)的溫度，并將檢測到的溫度信息反饋至溫控裝置。而溫控裝置根據(jù)溫度檢測裝置15檢測到的溫度信息可調(diào)整外殼體14內(nèi)的溫度，以使外殼體14內(nèi)的溫度保持恒定。

其中，該溫控裝置具體可包括控制模塊、加熱模塊及散熱模塊，該控制模塊可為PID(比例(proportion)、積分(integration)、微分(differentiation))控制模塊，該P(yáng)ID控制模塊16可通過CAN總線與終端6(例如電腦)相連。而加熱模塊、散熱模塊及溫度檢測裝置15也可通過CAN總線與PID控制模塊16相連，且該加熱模塊和散熱模塊均可安裝在外殼體14上。當(dāng)溫度檢測裝置15檢測到外殼體14內(nèi)的溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，該溫度檢測裝置15可將檢測到的溫度信息反饋至溫控裝置的控制模塊，該控制模塊可根據(jù)終端6指示控制加熱模塊進(jìn)行加熱，以使外殼體14內(nèi)的溫度升高到預(yù)設(shè)溫度。當(dāng)溫度檢測裝置15檢測到外殼體14的溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，該溫度檢測裝置15可將檢測到的溫度信息反饋至溫控裝置的控制模塊，該控制模塊可根據(jù)終端6指示控制散熱模塊對外殼體14進(jìn)行散熱，以使外殼體14內(nèi)的溫度降低到預(yù)設(shè)溫度。

基于本實(shí)施例的檢測裝置，實(shí)時檢測電芯2在充放電過程中的體積變化的操作流程可如下所示：

第一步，開啟終端6，設(shè)定外殼體14內(nèi)的預(yù)設(shè)溫度；

第二步，開啟電化學(xué)工作站5，設(shè)定充放電流程；

第三步，將電芯2的正負(fù)極耳夾在導(dǎo)線12的極耳夾上，然后調(diào)節(jié)升降臺13，保證電芯2完全浸泡在箱體11的液體17中，且該電芯2不與箱體11的內(nèi)壁面接觸；

第四步，外殼體14罩扣在箱體11的外部，使箱體11處于一個相對封閉的環(huán)境中，待箱體11內(nèi)的溫度恒定在預(yù)設(shè)溫度時，再平衡十五分鐘左右，以保證電芯2完全靜止；

第五步，在終端6界面上啟動檢測元件10、數(shù)據(jù)采集器3、通信協(xié)議器4，數(shù)據(jù)采集開始；

第六步，在電化學(xué)工作站5工作界面啟動對電芯2的充放電程序；

第七步，測試結(jié)束后，停止數(shù)據(jù)采集，并導(dǎo)出測試數(shù)據(jù)；

第八步，從電化學(xué)工作站5導(dǎo)出充放電數(shù)據(jù)；

第九步，開啟外殼體14，取出電芯2，關(guān)閉所有軟件即可。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。