本發(fā)明涉及電池生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池內(nèi)部電池?zé)釡y試裝置。

（二）

背景技術(shù)：

單體鋰離子軟包電池由正極、負(fù)極、隔膜以及電解液組成。電池的充放電過程的電化學(xué)反應(yīng)是可逆反應(yīng)。以三元材料電池為例：

2Li_0.5CoO₂+LiC₆?2Li_0.5+xCoO₂+Li_1-2xC₆。

放電過程，電池從左至右發(fā)生可逆反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)熱。其主要產(chǎn)熱反應(yīng)包括：SEI膜分解，電解液分解，正極分解，負(fù)極與電解液反應(yīng)，負(fù)極與粘結(jié)劑反應(yīng)；還有電池內(nèi)阻的存在也會(huì)產(chǎn)熱。當(dāng)前研究電池的熱管理系統(tǒng)，為了使電池組各單體電池之間溫度差異較小，溫度分布均勻，對于改善電池電化學(xué)性能，提高充放電能力和使用壽命。

當(dāng)前電池產(chǎn)熱分布使用方法，是使用絕熱加速量熱儀測量，使用有限元AnSys和流體力學(xué)軟件進(jìn)行模擬計(jì)算。在絕熱環(huán)境和恒溫環(huán)境條件下，電池表面一般設(shè)為絕熱條件，把電池表面的測量值與計(jì)算值進(jìn)行比較。

有研究表明，使用有限元模擬計(jì)算電池放電熱分布：（1）電池放電產(chǎn)熱初始溫度分布較均勻，隨時(shí)間的增加電池表面與電池內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)溫差，最高溫度出現(xiàn)在放電末期電池的中間部位。（2）電池表面溫度隨放電深度的增加而不斷增大。該機(jī)構(gòu)裝置可以直接實(shí)現(xiàn)在電池內(nèi)部的溫度測試，可以更加準(zhǔn)確地反映電池?zé)岱植?，來解決表面溫度測量具有的局限性。

為了準(zhǔn)確測量電池內(nèi)部產(chǎn)熱分布，作為補(bǔ)充，可以使用直接在電池內(nèi)部進(jìn)行溫度測量，直接獲取電池內(nèi)部反應(yīng)熱的第一時(shí)間的溫度反饋。避免電池內(nèi)部熱量無法及時(shí)散出而堆積而產(chǎn)生的滯后性誤差，鋰離子電池內(nèi)部電池?zé)釡y試裝置就是依此理論設(shè)計(jì)。

（三）

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、檢測高效準(zhǔn)確的鋰離子電池內(nèi)部電池?zé)釡y試裝置。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種鋰離子電池內(nèi)部電池?zé)釡y試裝置，包括線路板，其特征在于：所述線路板為并列設(shè)置的兩個(gè)，雙線路板包夾固定熱敏電阻在鑲嵌孔上，熱敏電阻為9個(gè)且其厚度大于雙線路板的厚度；線路板上的鑲嵌孔為27個(gè)，且在安裝熱敏電阻位置上有且只有一個(gè)線路板上設(shè)置有鑲嵌孔；熱敏電阻的端頭連接有導(dǎo)線A，線路板上錫焊有導(dǎo)線B。

本發(fā)明測試裝置包括線路板、熱敏電阻和導(dǎo)線，線路板的材質(zhì)為奶電解液腐蝕塑料或合金材質(zhì)，或是其外層涂耐電解液腐蝕的絕緣膠、絕緣膜等其他絕緣材料；而雙線路板的厚度及熱敏電阻的數(shù)量和分布可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整。

本發(fā)明的更優(yōu)技術(shù)方案為：

所述熱敏電阻的一端鑲嵌在其中一個(gè)線路板的鑲嵌孔內(nèi)，另一端錫焊在另一個(gè)線路板上，與線路板電路相通。

所述導(dǎo)線B去除外層絕緣外皮并做絕緣處理，導(dǎo)線B的長度≥10mm；絕緣處理可在裝置組裝的不同階段進(jìn)行，材料可以是各種耐電解液腐蝕的絕緣膠和絕緣膜。

線路板為單板厚度0.5-6.5mm 的PCB板或單板厚度0.1-0.3mm的FPC板；熱敏電阻材質(zhì)為半導(dǎo)體材料或過渡金屬材料，鑲嵌孔半徑大于熱敏電阻半徑0.1-0.6mm；熱敏電阻優(yōu)先選用NTC，其尺寸根據(jù)線路板厚度進(jìn)行調(diào)整，熱敏電阻鑲嵌孔的數(shù)量（≥3個(gè)/d㎡）根據(jù)線路板尺寸變化而修正；熱敏電阻也可用熱電偶代替。

所述雙線路板不安裝熱敏電阻的鑲嵌孔為打穿狀態(tài)；在不影響正常測量的前提下，裝置的厚度越小，打穿的鑲嵌孔越多，對電池反應(yīng)的影響就越小，測試效果也會(huì)更佳；線路板尺寸以及鑲嵌孔分布由芯包的尺寸決定，即線路板尺寸要大于正極片，對于單板測試裝置鑲嵌孔數(shù)量對正負(fù)極片鋰離子交換影響關(guān)鍵。

鑲嵌孔在雙板的分布有兩種形式：第一種形式是鑲嵌孔全部分布在一個(gè)板上，而相應(yīng)的熱敏電阻通過錫焊固定在另一板的相應(yīng)電路電位上，剩余的鑲嵌孔在雙板上可以打穿，以減少對正負(fù)極片的反應(yīng)的影響；第二種形式是兩板各分配一半的鑲嵌孔數(shù)量，每個(gè)板的鑲嵌孔對應(yīng)另一板都有一個(gè)未打鑲嵌孔的電位，電位用來錫焊熱敏電阻，來連通熱敏電阻和線路板電路，兩板上剩余的鑲嵌孔要全部打穿，兩種方式各有適用性。

所述導(dǎo)線A和導(dǎo)線B為銅、鋁等金屬材料，線芯為單芯或多芯，線芯直徑≤3mm，導(dǎo)線A和相應(yīng)的熱敏電阻配對后編號，作為數(shù)據(jù)收集的編號，編號可以是數(shù)字、字母和漢字等。

單板測試裝置，技術(shù)要求和成本都較高，線路板材質(zhì)PCB和FPC都可選擇，優(yōu)選FPC，熱敏電阻要鑲嵌在鑲嵌孔中，熱敏電阻厚度每一側(cè)大于線路板0.05-0.1mm，用錫焊連接線路板電路，線路板的鑲嵌孔數(shù)量要多且分布均勻。

導(dǎo)線B與線路板錫焊連接處以及熱敏電阻錫焊連接處絕緣處理同導(dǎo)線B的絕緣處理相同，最后可用耐腐蝕絕緣膜固定。

本發(fā)明的有益效果：

（1）使用線路板鑲嵌熱敏電阻測量電池內(nèi)部溫度，不影響電池組裝及平壓，原因是測試部件的簡單的平板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和靈活的導(dǎo)線輸出設(shè)計(jì)；

（2）線路板和熱敏電阻的尺寸設(shè)計(jì)可以隨芯包的主體尺寸變活而靈活調(diào)整；

（3）通過調(diào)整熱敏電阻的鑲嵌線路板位置可靈活測試電池不同部位的溫度；

（4）可靈活調(diào)整整個(gè)測試部件在芯包中的位置，根據(jù)需要靈活測試電池內(nèi)部不同深度的溫度信息。

（四）附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

圖1為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的測試狀態(tài)示意圖。

圖中，1導(dǎo)線A，2導(dǎo)線B，3熱敏電阻，4線路板，5鑲嵌孔，6芯包，7膠帶。

（五）具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種可準(zhǔn)確測量電池內(nèi)部溫度的裝置，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式，對本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。

實(shí)施例：

本發(fā)明提供了一種可準(zhǔn)確測量電池內(nèi)部溫度的裝置，測試裝置如附圖所示。

將熱敏電阻3嵌入相應(yīng)線路板鑲嵌孔5，熱敏電阻3型號選擇NTC-5D-5，直徑d=5mm，厚度2mm，鑲嵌孔5直徑d=6mm，熱敏電阻3大小相同共9個(gè)鑲?cè)腓偳犊?，對準(zhǔn)位置后錫焊連接線路板4，鑲嵌孔5為27個(gè)，剩余18個(gè)鑲嵌孔5在這里不用雙層線路板打穿；熱敏電阻3在鑲嵌孔5的排布不同就代表了所測極片相應(yīng)不同部位的溫度。

雙層線路板4的材質(zhì)是PCB-0.5mm，兩層線路板4包夾熱敏電阻3固定在一個(gè)板鑲嵌孔5內(nèi)，熱敏電阻3錫焊在另一個(gè)板面上，與線路板4電路相通；雙層線路板4的鑲嵌孔5全部分布在一個(gè)板上，而相應(yīng)的熱敏電阻3通過錫焊固定在另一板的相應(yīng)電路電位上，剩余的鑲嵌孔5在雙板上可以打穿，以減少對正負(fù)極片的反應(yīng)的影響；雙硬板4包夾固定后厚度≤2.5mm，熱敏電阻3高出鑲嵌孔5≤0.5mm；若使用軟單板，軟單板厚度≤0.3mm，熱敏電阻3高出鑲嵌孔5≤0.3mm，在這里我們不使用軟單板。

導(dǎo)線B2接頭采用錫焊連接線路板線4路，焊接位置隨所選熱敏電阻鑲嵌孔5所在線路端錫焊，導(dǎo)線B2去除外層絕緣外皮來保證軟包頂側(cè)封的順利進(jìn)行，對于EV10AH軟包，導(dǎo)線B2的長度為≥10mm已然足夠，即這個(gè)長度大于電池側(cè)封裝處的封裝寬度。

導(dǎo)線A1是連接對應(yīng)熱敏電阻3連接的線路板電路末端，每根導(dǎo)線A1都與相應(yīng)的熱敏電阻3錫焊連接成通路，為了方便記錄，可以選擇對導(dǎo)線A1和熱敏電阻3統(tǒng)一編號，可以使用數(shù)字編號1號、2號、3號…。

保證各個(gè)熱敏電阻3通路并保證雙線路板4的厚度的整體平整穩(wěn)固，雙硬板間不留空隙為目標(biāo)。

以軟包EV10AH電池測量為例，熱敏電阻3排布在熱敏電阻鑲嵌孔5上，選擇測試溫度的部位為電池內(nèi)部中間位置的整體分布。電芯的組裝方式選擇雙芯包6夾逼測試裝置，在這里測試裝置在雙芯包6中間位置，注意用終止膠帶7固定兩芯包6和測試裝置組合體時(shí)位置要正確，確認(rèn)芯包6已經(jīng)完全包住線路板4，焊接極耳制成電芯入外殼，頂側(cè)封過程注意側(cè)封時(shí)只封裸露導(dǎo)線B2部分，帶絕緣外皮的導(dǎo)線A1連接外部熱敏電阻3，在這里硬封和軟封各一次，當(dāng)然可根據(jù)具體情況選擇軟封和硬封。電池?zé)崞綁赫＿M(jìn)行，電池厚度增加約3mm，冷熱平壓參數(shù)可以按內(nèi)部EV10AH工藝執(zhí)行，電池終封后要檢驗(yàn)氣密性，對于軟包電池整體效果如圖1，然后根據(jù)需求，選擇制成電池類型，選出合格單體電池，就可以開始測試了。