本申請涉及檢測技術領域，尤其涉及一種檢測裝置。

背景技術：

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。

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，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)氣會實時破壞電芯界面，從而導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現(xiàn)的，該方法為間歇測試法，即先將正在進行充放電過程的電芯從電化學工作站取下，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行充放電過程中的電芯從電化學工作站取下，因此該方法無法實時檢測電芯在整個充放電過程中體積變化的全部過程。

技術實現(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為所述電芯的重力方向，

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線，所述導線的一端能夠與電化學工作站電連接，所述導線的另一端設置有極耳夾，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方案可以達到以下有益效果：

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。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請。

附圖說明

圖1為本申請實施例所提供的檢測裝置與電化學工作站及終端的裝配結構示意圖。

附圖標記：

10-檢測元件；

10a-連接部；

10b-檢測部；

11-箱體；

12-導線；

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-電化學工作站；

6-終端。

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

具體實施方式

下面通過具體的實施例并結合附圖對本申請做進一步的詳細描述。

如圖1所示，本申請實施例提供了一種檢測裝置，可實時檢測電芯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。本實施例中，通過這種方式不需要將電芯2從電化學工作站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)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檢測到的作用力轉化為電芯2的體積變化，并以實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，其采用雙線串行通信的方式，且檢錯能力強，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作，具有實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁干擾能力強等優(yōu)點。而數(shù)據(jù)采集器3采用ADC(analog to digital converter，模數(shù)轉換芯片)，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，本實施例中的檢測裝置檢測到的電芯2的體積變化實際上為電芯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，對本實施例中的檢測裝置的檢測結果不會造成影響。但是為了方便電芯2與電化學工作站5進行電連接，本實施例中可將電芯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為電芯2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。這樣設計使得該檢測元件10可遠離箱體11的底端設置，以避免箱體11內(nèi)的液體17影響檢測元件10的檢測結果，從而提高檢測裝置檢測的精準性。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、精度高、檢測范圍廣、壽命長、結構簡單及頻響特性好等優(yōu)點。

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線12，該導線12不僅用于實現(xiàn)電芯2與電化學工作站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，該導線12的一端與電化學工作站5電連接，而該導線12的另一端可設置有極耳夾(圖中未示出)，該極耳夾與電芯2的極耳電連接，以實現(xiàn)電化學工作站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，以實現(xiàn)該檢測元件10與電芯2的連接。

在本實施例中，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，從而導致檢測裝置檢測的精準性降低的情況。

基于上述結構，本實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/或遠離檢測元件10的第二行程，以適應不同高度的電芯2進行檢測。

具體地，當電芯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)生遠離檢測元件10的第二行程，從而使箱體11的底壁遠離電芯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性。

在本申請的一個實施例中，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，當將電芯2分別與檢測元件10和電化學工作站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、風等)影響檢測結果，從而提高檢測裝置的檢測精準性。

當本實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行充放電時的體積變化。本實施例中，通過設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，導致檢測元件10的檢測結果不準的情況。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PID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。當溫度檢測裝置15檢測到外殼體14內(nèi)的溫度低于預設溫度時，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行加熱，以使外殼體14內(nèi)的溫度升高到預設溫度。當溫度檢測裝置15檢測到外殼體14的溫度高于預設溫度時，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進行散熱，以使外殼體14內(nèi)的溫度降低到預設溫度。

基于本實施例的檢測裝置，實時檢測電芯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，設定外殼體14內(nèi)的預設溫度；

第二步，開啟電化學工作站5，設定充放電流程；

第三步，將電芯2的正負極耳夾在導線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)的溫度恒定在預設溫度時，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，測試結束后，停止數(shù)據(jù)采集，并導出測試數(shù)據(jù)；

第八步，從電化學工作站5導出充放電數(shù)據(jù)；

第九步，開啟外殼體14，取出電芯2，關閉所有軟件即可。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領域的技術人員來說，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、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。