一种针对锂离子电池的超声检测装置的制作方法

    专利查询2026-09-21  15


    本发明属于锂离子电池检测设备,具体涉及一种适用于锂电池原位动态检测的设备。


    背景技术:

    1、目前,锂离子电池在使用过程中常会发生不同程度的失效现象,譬如容量衰减、内阻增大、内短路、胀气、热失控等,这些现象对电池寿命形成了限制并可能导致安全风险。导致锂电池失效的因素主要包括:活性材料溶解、颗粒破裂、电解液分解、集流体腐蚀以及负极析锂等,但由于这些现象大多发生于电池结构内部且反应机理较为复杂,仅通过外部测量参数尚不足以准确表征各类失效的实际情况。现阶段,本领域中主要是依赖于拆解电池结合相对长期的试验方式来实现电池健康状态与失效检测,过程中常需要搭建专用的台架并耗费大量的人力物力。因此,本领域中迫切需要一种更为精确、不破坏电池结构且低成本的锂电池检测设备。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明提供了一种针对锂离子电池的超声检测装置,由超声波探头、超声波发生装置、运动模组、电池夹具、检测平台以及电池充放电设备构成;

    2、其中,所述电池夹具固定安装于装置框架,用于安装待检测的电池,并可根据需要对电池位置进行左右或竖直方向上的调整;

    3、所述超声波探头用于基于所述超声波发生装置的信号,以透射或反射的方式对待检测电池的不同位置进行超声ct扫描;

    4、所述运动模组用于实现超声波探头的竖直、左右与前后移动,包括固定于所述框架的两侧竖向导轨,以及一设置于竖向导轨之间可沿竖向导轨上下移动的横梁;所述横梁上设置有一可沿横梁左右移动的承重架;所述承重架上设置有可沿承重架前后移动的所述超声波探头,在所述电池夹具前后两侧均设置超声波探头;

    5、所述电池充放电设备用于对待检测的电池执行充放电试验,以使待检测电池达到需要的衰退或老化程度;

    6、所述检测平台利用所述超声ct扫描信号生成锂电池三维层析图像,对不同衰退或老化程度下电池各位置处锂的分布进行分析。

    7、进一步地,所述承重架上具有沿前后方向延伸的导轨,所述导轨上滑动设置两向下方延伸的安装臂,所述安装臂上均设置有用于安装所述超声波探头的超声波探头夹具,所述超声波探头夹具的安装位置在所述安装臂上可调整;所述导轨上具有标尺,用于对超声波探头的位置和间距进行精确调整。

    8、进一步地,所述承重架下方设置有一耦合剂槽,所述耦合剂槽通过装置框架两侧的丝杠安装并通过步进电机与皮带驱动做竖直升降移动;耦合剂槽内具有用于超声ct扫描的耦合剂;所述耦合剂槽升起可将电池夹具与电池浸入耦合剂内,耦合剂槽下降则可使电池夹具与电池暴露与空气中,从而提供两种不同的扫描介质环境。

    9、进一步地,所述电池夹具包含小电池夹具和大电池夹具以适应不同待检测电池的规格;其中,所述小电池夹具上具有一对电池安装位,大电池夹具有单独的电池安装位,每个电池安装位均可调整左右方向的大小。

    10、进一步地,每个所述超声波探头夹具均设有多个平行超声波探头安装位,用于在检测时根据需要提供相应的超声收发通道。

    11、进一步地,所述耦合剂槽具有由循环泵和电加热元件组成的恒温循环系统,用于在检测时提供恒温的耦合剂介质环境;所述耦合剂采用粘度为5cc~10cc的硅油,以避免低温下进行检测时可能导致的循环泵堵塞。

    12、进一步地,所述安装臂沿竖直方向设置有多条加强筋,安装臂的下端具有一长孔,长孔两侧设置多个竖向均匀分布的超声波探头夹具安装孔位,用于根据检测需要调整超声波探头的安装位置或数量。

    13、上述本发明所提供的针对锂离子电池的超声检测装置,其通过对待检测电池执行充放电试验可使电池达到预期的衰退与老化程度,同时结合可三维移动的超声波检测机构能够实现对待检测电池的无损ct扫描并生成三维层析图像,利用该三维层析图像即可对不同衰退与老化程度下,电池各位置处锂的分别情况进行分析,有利于对导致电池失效成因与机理进行更全面深入的研究,且不需要耗费过多人力物力成本及破坏电池结构。



    技术特征:

    1.一种针对锂离子电池的超声检测装置,其特征在于:装置由超声波探头、超声波发生装置、运动模组、电池夹具、检测平台以及电池充放电设备构成;

    2.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述承重架上具有沿前后方向延伸的导轨,所述导轨上滑动设置两向下方延伸的安装臂,所述安装臂上均设置有用于安装所述超声波探头的超声波探头夹具,所述超声波探头夹具的安装位置在所述安装臂上可调整;所述导轨上具有标尺,用于对超声波探头的位置和间距进行精确调整。

    3.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述承重架下方设置有一耦合剂槽,所述耦合剂槽通过装置框架两侧的丝杠安装并通过步进电机与皮带驱动做竖直升降移动;耦合剂槽内具有用于超声ct扫描的耦合剂;所述耦合剂槽升起可将电池夹具与电池浸入耦合剂内,耦合剂槽下降则可使电池夹具与电池暴露与空气中,从而提供两种不同的扫描介质环境。

    4.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述电池夹具包含小电池夹具和大电池夹具以适应不同待检测电池的规格;其中,所述小电池夹具上具有一对电池安装位,大电池夹具有单独的电池安装位,每个电池安装位均可调整左右方向的大小。

    5.如权利要求1所述的装置,其特征在于:每个所述超声波探头夹具均设有多个平行超声波探头安装位,用于在检测时根据需要提供相应的超声收发通道。

    6.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述耦合剂槽具有由循环泵和电加热元件组成的恒温循环系统,用于在检测时提供恒温的耦合剂介质环境;所述耦合剂采用粘度为5cc~10cc的硅油,以避免低温下进行检测时可能导致的循环泵堵塞。

    7.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述安装臂沿竖直方向设置有多条加强筋,安装臂的下端具有一长孔,长孔两侧设置多个竖向均匀分布的超声波探头夹具安装孔位,用于根据检测需要选择超声波探头的安装位置或数量。


    技术总结
    本发明提供了一种针对锂离子电池的超声检测装置,其通过对待检测电池执行充放电试验可使电池达到预期的衰退与老化程度,同时结合可三维移动的超声波检测机构能够实现对待检测电池的无损CT扫描并生成三维层析图像,利用该三维层析图像即可对不同衰退与老化程度下,电池各位置处锂的分别情况进行分析,有利于对导致电池失效成因与机理进行更全面深入的研究,且不需要耗费过多人力物力成本及破坏电池结构。

    技术研发人员:香勇
    受保护的技术使用者:清能博创(珠海)科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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