适用于纽扣电池的测试装置、探针及其测试系统的制作方法

专利2024-10-11  15



1.本实用新型涉及一种适用于电性能的测试装置及其系统,尤指一种适用于纽扣电池的测试装置、探针及其测试系统。


背景技术:

2.纽扣电池也称扣式电池,因体积较小,广泛应用于小型电子设备中,纽扣电池主要分为物理电池和化学电池两大类,由阳极、电解液和阴极等组成,其外表的正负极材料均为不锈钢材质,正负极的不锈钢由尼龙材料密封环绝缘,并按照是否可充电,可分为一次电池和二次电池,二次电池即为可充电电池。
3.目前实验室针对纽扣电池的测试,主要采用金属夹子、焊接导线和胶带固定测试导线等方式进行,金属夹子在夹持样品的过程中,由于夹紧程度的不同、夹持金属面生锈等原因而导致接触电阻增大,影响测试的准确性,然而焊接导线过程过于繁琐,在焊接的过程中,也可能因为焊锡温度过高,容易对电极材料和锂电池隔膜造成不同程度的损坏,倘若以胶带固定测试导线的方式同样存在接触电阻过大,且在高温环境下的测试,胶带易松脱导致测试导线接触不良。
4.为解决以上问题,本实用新型旨在一种操作简单、可靠性高、易于制作的纽扣电池测试装置,满足实验室常规测试的需要,同时大大降低电源正负极采样端之间的接触电阻,提高测试的准确性。


技术实现要素:

5.本实用新型的目的在于,提供一种探针,其以设置于本体内部的弹簧件,接触部可被压缩,而让接触部更好的与被测样品接触,降低测试的接触电阻,保证测试结果的准确,同时,提高探针使用寿命。
6.本实用新型的另一目的在于,提供一种适用于纽扣电池的测试装置,以固定部与探针构成,上下探针之间为放置被测样品纽扣电池的位置即可进行测试程序,操作简单、可靠性高。
7.本实用新型的再一目的在于,提供一种测试系统,以采样线连接上述测试装置进行测试,以取得电池的电性能。
8.为达成上述的目的,本实用新型提供一种探针,其特征在于,包含:
9.一接触部;
10.一本体,设置于所述接触部的一端;及
11.一弹簧件,设置于所述本体内部,使得所述接触部依据所述弹簧件于所述本体内部往复移动。
12.更佳者,所述接触部远离所述弹簧件的一侧呈现爪型。
13.更佳者,所述接触部的材质为铍铜镀金。
14.更佳者,包含一滚珠,所述滚珠设置于所述接触部与所述弹簧件之间,所述接触部
靠近所述弹簧件的另一侧呈现一凸部,当提供一作用力推挤所述接触部时,所述接触部的所述凸部抵住所述滚珠,使所述滚珠旋转并接触所述弹簧件,以避免所述接触部产生偏移。
15.更佳者,所述凸部呈现不规则形状。
16.更佳者,所述本体设有一双圈缩口结构,所述双圈缩口结构设置于所述本体与所述接触部连接的一侧,以固定所述接触部。
17.更佳者,包含一针套,套合于所述接触部上,并于所述针套一侧焊接一采样线,以传导电流或电压至所述接触部。
18.为达成上述的另一目的,本实用新型提供一种适用于纽扣电池的测试装置,其特征在于,包含:
19.一柱体;
20.一第一固定部,穿设至所述柱体的一端;
21.一第二固定部,穿设至所述柱体的另一端;
22.一第一探针,如上述的所述探针,穿设于所述第一固定部;及
23.一第二探针,如上述的所述探针,穿设于所述第二固定部,且,所述第一探针与所述第二探针之间具有一间距;
24.其中,设置一纽扣电池于所述第一探针与所述第二探针之间,并以一第一采样线与所述第一探针连接,且,一第二采样线与所述第二探针连接,以通过所述第一采样线与所述第二采样线输入电压或/及电流传输至所述纽扣电池,以测试所述纽扣电池的电性能。
25.更佳者,所述第一采样线与所述第二采样线为一正极采样线或一负极采样线,所述第一采样线与所述第二采样线为不相同,其中,所述正极采样线为正极电压采样线或/及正极电流采样线,所述负极采样线为负极电压采样线或/及负极电流采样线。
26.更佳者,所述第一固定部及所述第二固定部为云母板、环氧树脂或上述的组合。
27.更佳者,当所述第一固定部穿设至所述柱体的一端时,以一第一锁固件锁固。
28.更佳者,当所述第二固定部穿设至所述柱体的另一端时,所述柱体由所述第二固定部的一侧穿出另一侧,且,以一第二锁固件锁固于所述第二固定部的该侧,使所述第二固定部不与所述第一固定部迭合。
29.更佳者,包含一活动部,包含一第三固定部及一弹性件,所述弹性件套设至穿出所述第二固定部的另一侧的所述柱体,且,将所述第三固定部穿设至所述柱体,使得所述弹性件设置于所述第二固定部与所述第三固定部之间,且,所述第二固定部位于所述第三固定部与所述第一固定部之间,所述第二固定部通过所述弹性件进行调整,使所述第二探针靠近或远离所述第一探针,当所述第二探针靠近所述第一探针时,缩减所述间距,以夹持所述纽扣电池,当所述第二探针远离所述第一探针时,增加所述间距,以移除所述纽扣电池。
30.更佳者,所述第三固定部设有一孔洞,当调整所述第二固定部,使所述第二探针远离所述第一探针时,所述第二探针的一端通过所述孔洞穿出。
31.更佳者,当所述第三固定部穿设至所述柱体时,以一第三锁固件锁固。
32.更佳者,包含一底座,设置于所述第一固定部的另一侧,以供放置于一平面。
33.更佳者,包含一数据采集装置的一热电偶采样线设置于所述纽扣电池上,以所述热电偶采集线取得所述纽扣电池的温度。
34.为达成上述的再一目的,本实用新型提供一种测试系统,其特征在于,包含:
35.一充放电系统,包含一第一采样线及一第二采样线;
36.上述任一项的所述测试装置,与所述充放电系统电性连接;
37.其中,所述充放电系统输入电流或/及电压至所述第一采样线及所述第二采样线,并经所述第一采样线及所述第二采样线传输至所述测试装置,以测试所述纽扣电池的电性能。
38.更佳者,包含一数据采集装置,包含一热电偶采集线,所述热电偶采集线设置于所述纽扣电池上,所述数据采集装置开启电源,并以所述热电偶采集线取得所述纽扣电池的温度。
39.本实用新型之有益功效在于仅需被测样品放入两探针之间即可进行测试,并以固定部调整探针位置,使两探针更好的与被测样品接触,操作简单,且,采样的准确性高。
附图说明
40.图1为本实用新型一实施例的探针结构示意图;
41.图2为本实用新型一实施例的探针结构示意图;
42.图3为本实用新型一实施例的探针结构示意图;
43.图4为本实用新型一实施例的装置示意图;及
44.图5为本实用新型一实施例的系统示意图。
具体实施方式
45.为让本实用新型上述及/或其他目的、功效、特征更明显易懂,下文特举较佳实施方式,作详细说明于下:
46.请参阅图1-3,其为本实用新型之一实施例之探针结构示意图。如图所示,本实用新型的一实施例中,探针p包含接触部p1、本体p2、弹簧件p3、滚珠p4及针套p5,其连接关系及作动方式说明如下:
47.于一实施例中,接触部p1远离弹簧件p3的一侧的形式可呈现爪型,接触部p1靠近弹簧件p3的另一侧呈现凸部p11,凸部呈现不规则形状,但不在此限,亦可为其他型式,接触部p1可选用铍铜镀金材质制作而成,使其具有良好的抗氧化性,而可以有效降低在测试的过程中的阻值,提高测试的准确性。
48.本体p2设置于接触部p1的一端,并具有容置空间,且,弹簧件p3设置于本体p2的容置空间中,因此可经由挤压接触部p1,使得部分的接触部p1通过弹簧件p3于本体p2内部往复移动,更进一步的,本体p2设有双圈缩口结构p21,双圈缩口结构p21设置于本体p2与接触部p1连接的一侧,而可固定接触部p1,以避免接触部p1于本体p2内部往复移动时,可以更好的夹持接触部p1,使其不晃动。
49.于一实施例中,更可包含滚珠p4,滚珠p4设置于接触部p1与弹簧件p3之间,当提供作用力推挤接触部p1时,接触部p1的凸部抵住滚珠p4,不规则形状的凸部有利于滚珠p4旋转的作用,使滚珠p4旋转并接触弹簧件p3,以避免接触部p1产生偏移,保证下压过程中的平顺,而不至于使弹簧件p3因受力不均而发生变形,提高弹簧件p3的使用寿命,同时还可以保证接触部p1的垂直,降低接触部p1发生左右摇摆的风险,如此一来,有效避免甩尾效应,即在施压探针p接触被测样品的过程中,接触部p1发生摇摆,而偏离中心,导致接触部p1不能
垂直接触到被测物,进而导致刺不准或影响测试准确度。
50.于一实施例中,更可包含针套p5,其可套合于接触部p1上,并于针套p5一侧焊接采样线,以传导电流或电压至接触部p1,以整体探针p外部套设针套p5为例,其作用主要是用于焊接导线用,当探针p损坏或者需更换不同型号接触部p1的探针p时,无需拆卸已焊接的导线和针套p5,仅需将接触部p1拔出更换新的相匹配的接触部p1即可。
51.于一实施例中,纽扣电池b的正负极使用探针p夹持,探针p有一定的弹性,可以与被测样品更紧密的接触,同时,接触部p1选用铍铜镀金材质,本体p2为黄铜镀金材质,弹簧件p3为不锈钢线,本身阻值较小,可有效降低对实验结果的影响,接触部p1采用爪型可以更好的和被测样品接触,且,满足至少15a的电流通过能力。
52.综上而论,探针可提升测试准确性,于电阻方面,接触部p1与本体p2可经由弹簧件p3被测压确实,保证不会晃动,且,接触部p1被压缩的过程中,通过滚珠p4使压缩过程更加平顺,电阻可以保持小而稳定,从而避免假性开路的现象,再者,弹簧件p3亦具备良好的弹簧力与机械寿命长的优点,另外,接触部p1和本体p2可以依据需求更换其它型号。
53.请参阅图4,其为本实用新型之一实施例之装置示意图。如图所示,测试装置t包含柱体1、第一固定部2、第二固定部3、第一探针4第二探针5、活动部6及底座7,其连接关系及作动方式说明如下:
54.于一实施例中,第一固定部2及第二固定部3可为板体,且,第一固定部2及第二固定部3的材质可为云母板、环氧树脂或上述的组合,保证测试时的绝缘效果,同时耐温达到850℃以上,且,具有一定的机械强度。
55.于一实施例中,第一固定部2穿设于柱体1的一端,并以第一锁固件l1锁固,而第二固定部3同样穿设于柱体1,并于第二固定部3的一侧设置第二锁固件l2,使得第二固定部3被固定于柱体1的一定高度以上,而不至于与第一固定部2迭合,如此一来,第一固定部2则会与第二固定部2设置于相对侧,于一实施例中,柱体1可为螺柱,且,第一锁固件l1及第二锁固件l2可为螺母,且,第一锁固件l1及第二锁固件l2的数量并不被限制,可依据需求设置,但不在此限。
56.第一探针4及第二探针5为前述的探针p,亦可依据需求装设其它种类的探针型式,其中,于一实施例中,第一探针4可穿设于第一固定部2的中央位置,而第二探针5可穿设于第二固定部2的中央位置,此时,第一探针4与第二探针5之间具有间距,且,第一探针4与第二探针5的接触部p1需相对设置,从而可将纽扣电池放置于第一探针4与第二探针5之间,当欲测试其电性能时,第一采样线sl1固定于第一探针4上,第二采样线sl2固定于第二探针5,通过第一采样线sl1与第二采样线sl2输入电压或电流进行电性能测试,第一采样线sl1与第二采样线sl2为正极采样线或负极采样线,当第一采样线sl1为正极采样线时,则第二采样线sl2为负极采样线,或当第一采样线sl1为负极采样线时,则第二采样线sl2为正极采样线,于一实施例中,正极采样线为正极电压采样线或/及正极电流采样线,负极采样线为负极电压采样线或/及负极电流采样线。
57.于一实施例中,为更好的调整第一探针4与第二探针5之间的间距,更可设置活动部6,其包含第三固定部61及弹性件62,弹性件62套设至第二固定部3的另一侧的柱体1上,且,第三固定部61的一侧穿设于该侧的柱体1上,以第三锁固件l3锁固,即第二固定部3设置于活动部6与第一固定部2之间,其中,第三锁固件l3锁固可为螺母,且,第三锁固件l3的数
量并不被限制,可依据需求设置,但不在此限。
58.第二固定部3可以通过弹性件62,调整穿设于第二固定部3的第二探针5靠近或远离第一探针4,当欲放入被测物纽扣电池b时,首先调整第二固定部3,使第二探针5远离第一探针4增加间距,并将纽扣电池b置放于第一探针4与第二探针5之间后,再次调整第二固定部3,使第二探针5靠近第一探针4缩减间距,即可依据纽扣电池b厚度调整第一探针4与第二探针5之间的间距,以更好的夹持纽扣电池b。
59.于一实施例中,第三固定部61更可设有孔洞611,当调整第二固定部3以致于第二探针5远离第一探针4时,第二探针5的一端可通过孔洞611穿出,使第二探针5不被第三固定部61阻挡。
60.于一实施例中,可设置底座7于第一固定部2的另一侧,当测试装置t垂直放置时,以底座7作为基底,且,垫高第一固定部2的高度,一方面使第一探针4穿设于第一固定部2所露出的一侧不接触到平面,另一方面可使得测试装置t可通过底座7放置于一平面上,在此,底座7的形式并不被限制,仅需要能够使测试装置t稳固的放置于平面即可。
61.数据采集装置d的热电偶采样线d1可直接经以高温胶带或者热电偶胶水固定到被测纽扣电池b的正极金属面上,但不在此限。
62.由于测试装置t的上层板即第二固定部3和下层板即第一固定部2,其为耐高温云母板,保证测试时的绝缘效果,同时耐温达到850℃以上,且具有一定的机械强度,其它组件则均为金属材料,保证测试装置t的耐用性和结构的稳定性,因此可放置于温箱中,用于对纽扣电池b热性能的分析和类似纽扣电池b的样品,进行对隔膜的热性能和升温内阻测闭孔温度和破膜温度的研究等。
63.请参阅图5,其为本实用新型之一实施例之系统示意图。如图所示,测试系统ts包含充放电系统ts1及上述的测试装置t,其连接关系及作动方式说明如下:
64.充放电系统ts1包含上述的第一采样线sl1与第二采样线sl2,第一采样线sl1与第二采样线sl2为正极采样线或负极采样线,当第一采样线sl1为正极采样线时,则第二采样线sl2为负极采样线,或当第一采样线sl1为负极采样线时,则第二采样线sl2为正极采样线,于一实施例中,正极采样线为正极电压采样线或/及正极电流采样线,负极采样线为负极电压采样线或/及负极电流采样线,采样线的数量不被限制,可根据欲采样测试的需求进行设置,以1组电压采样线及1组电流采样线为例,即有4条采样线,此种设置可以减少电压和电流信号相互间的干扰,使测试更准确,其中,正极电压采样线与负极电压采样线皆采用双绞线,即两根相互绝缘的导线相互缠绕的形式,可以降低信号的干扰,一根导线在传输的过程中辐射的电波会被另一根导线发出的电波相抵消,且,该些采样线分别设置如下:
65.于一实施例中,电压采样正极线可直接经焊锡焊接到套设于第一探针4的针套上,并与纽扣电池b的正极导通;电压采样负极线可直接经焊锡焊接到套设于第二探针5的针套上,并与纽扣电池b的负极导通;电流采样正极线可直接经焊锡焊接到套设于第一探针4的针套上,并与纽扣电池b的正极导通;电流采样负极线可直接经焊锡焊接到套设于第二探针5的针套上,并与纽扣电池b的负极导通,但不在此限。
66.同样的,可以进一步包含数据采集装置d的热电偶采样线d1可直接经以高温胶带或者热电偶胶水固定到被测纽扣电池b的正极金属面上。
67.测试时,仅需将测试装置t的上层板即第二固定部3上拉,并将被测样品放入两探
针之间,注意纽扣电池b的正极需与充放电系统的正极采样线接触,并将热电偶黏贴在纽扣电池b的正极金属面上,也可先将热电偶固定在纽扣电池b正极金属面上之后再将其放入测试装置中,然后进行配方编辑即可开始测试。
68.此时,充放电系统ts1,将电压或/及电流经电压采样正极线或/及电流采样正极线传输至纽扣电池b正极极片、隔膜、负极极片至纽扣电池b负极极片,再经纽扣电池b的负极极片将传输至电压采样负极线与电流采样负极线,进而传输至充放电系统的电压或/及电流经电压负极采样端与电流负极采样端,而形成一个完整的回路进行测试,且于一实施例中,更可开启数据采集装置d,并以热电偶采集线d1取得纽扣电池b的温度,充放电系统ts1和数据采集装置d通过通讯线集成到电脑上,并通过电池充放电测软件来实现配方的编辑、测试的执行和数据的保存。
69.为更清楚的说明实施方式,详细说明如下:
70.测试系统ts主要包括电池充放电测试系统、数据采集仪、电脑、纽扣电池b及测试装置t,其中,测试装置t由上下两部分组成,上下各有一块层板,上层板和下层板为耐高温云母板,保证测试时的绝缘效果,同时耐温达到850℃以上,且具有一定的机械强度,其它均为金属材料,保证测试装置的耐用性和结构的稳定性,下层板通过螺母固定在底座上,不可移动,上层板可活动。
71.上层板与装置上顶板即第三固定部3之间安装有弹簧,测试时通过弹簧下压来夹持被测样品,且,为避免探针直接接触而损坏探针,在上层板的下部设计有螺母,防止被测样品移去后上层板下落使上下探针直接接触而造成损坏,探针固定在层板上,上下探针的头部即接触部p1均朝装置中心,上下探针之间为放置被测样品纽扣电池b的位置,电池充放电测试系统的电流采样线和电压采样线分别焊接或黏贴在探针的尾部。
72.综上所述,本实用新型以探针直接夹持并固定待测的纽扣电池,而可将所需要的采样线或测试线固定于探针上,从而进行电性能测试,除了便于移动进行测试以外,更可放置于高温环境中使用,大幅提升其可靠性,并保证测试数据的准确性。
73.惟以上所述者,仅为本实用新型的较佳实施例,但不能以此限定本实用新型的专利保护范围;故,凡依本实用新型的专利保护范围及说明书内容所作的简单的等效改变与修饰,皆仍落入本实用新型的专利保护范围内。

技术特征:
1.一种探针,其特征在于,包含:一接触部;一本体,设置于所述接触部的一端;及一弹簧件,设置于所述本体内部,使得所述接触部依据所述弹簧件于所述本体内部往复移动。2.根据权利要求1的所述探针,其特征在于,所述接触部远离所述弹簧件的一侧呈现爪型。3.根据权利要求1的所述探针,其特征在于,所述接触部的材质为铍铜镀金。4.根据权利要求1的所述探针,其特征在于,包含一滚珠,所述滚珠设置于所述接触部与所述弹簧件之间,所述接触部靠近所述弹簧件的另一侧呈现一凸部,当提供一作用力推挤所述接触部时,所述接触部的所述凸部抵住所述滚珠,使所述滚珠旋转并接触所述弹簧件,以避免所述接触部产生偏移。5.根据权利要求4的所述探针,其特征在于,所述凸部呈现不规则形状。6.根据权利要求1的所述探针,其特征在于,所述本体设有一双圈缩口结构,所述双圈缩口结构设置于所述本体与所述接触部连接的一侧,以固定所述接触部。7.根据权利要求1的所述探针,其特征在于,包含一针套,套合于所述接触部上,并于所述针套一侧焊接一采样线,以传导电流或电压至所述接触部。8.一种适用于纽扣电池的测试装置,其特征在于,包含:一柱体;一第一固定部,穿设至所述柱体的一端;一第二固定部,穿设至所述柱体的另一端;一第一探针,如权利要求1-7任一项的所述探针,穿设于所述第一固定部;及一第二探针,如权利要求1-7任一项的所述探针,穿设于所述第二固定部,且,所述第一探针与所述第二探针之间具有一间距;其中,设置一纽扣电池于所述第一探针与所述第二探针之间,并以一第一采样线与所述第一探针连接,且,一第二采样线与所述第二探针连接,以通过所述第一采样线与所述第二采样线输入电压或/及电流传输至所述纽扣电池,以测试所述纽扣电池的电性能。9.根据权利要求8的所述适用于纽扣电池的测试装置,其特征在于,所述第一采样线与所述第二采样线为一正极采样线或一负极采样线,所述第一采样线与所述第二采样线为不相同,其中,所述正极采样线为正极电压采样线或/及正极电流采样线,所述负极采样线为负极电压采样线或/及负极电流采样线。10.根据权利要求8的所述适用于纽扣电池的测试装置,其特征在于,所述第一固定部及所述第二固定部为云母板、环氧树脂或上述的组合。11.根据权利要求8的所述适用于纽扣电池的测试装置,其特征在于,当所述第一固定部穿设至所述柱体的一端时,以一第一锁固件锁固。12.根据权利要求8的所述适用于纽扣电池的测试装置,其特征在于,当所述第二固定部穿设至所述柱体的另一端时,所述柱体由所述第二固定部的一侧穿出另一侧,且,以一第二锁固件锁固于所述第二固定部的该侧,使所述第二固定部不与所述第一固定部迭合。13.根据权利要求12的所述适用于纽扣电池的测试装置,其特征在于,包含一活动部,
包含一第三固定部及一弹性件,所述弹性件套设至穿出所述第二固定部的另一侧的所述柱体,且,将所述第三固定部穿设至所述柱体,使得所述弹性件设置于所述第二固定部与所述第三固定部之间,且,所述第二固定部位于所述第三固定部与所述第一固定部之间,所述第二固定部通过所述弹性件进行调整,使所述第二探针靠近或远离所述第一探针,当所述第二探针靠近所述第一探针时,缩减所述间距,以夹持所述纽扣电池,当所述第二探针远离所述第一探针时,增加所述间距,以移除所述纽扣电池。14.根据权利要求13的所述适用于纽扣电池的测试装置,其特征在于,所述第三固定部设有一孔洞,当调整所述第二固定部,使所述第二探针远离所述第一探针时,所述第二探针的一端通过所述孔洞穿出。15.根据权利要求13的所述适用于纽扣电池的测试装置,其特征在于,当所述第三固定部穿设至所述柱体时,以一第三锁固件锁固。16.根据权利要求8的所述适用于纽扣电池的测试装置,其特征在于,包含一底座,设置于所述第一固定部的另一侧,以供放置于一平面。17.根据权利要求8的所述适用于纽扣电池的测试装置,其特征在于,包含一数据采集装置的一热电偶采样线设置于所述纽扣电池上,以所述热电偶采集线取得所述纽扣电池的温度。18.一种测试系统,其特征在于,包含:一充放电系统,包含一第一采样线及一第二采样线;权利要求8-17任一项的所述测试装置,与所述充放电系统电性连接;其中,所述充放电系统输入电流或/及电压至所述第一采样线及所述第二采样线,并经所述第一采样线及所述第二采样线传输至所述测试装置,以测试所述纽扣电池的电性能。19.根据权利要求18的所述测试系统,其特征在于,包含一数据采集装置,包含一热电偶采集线,所述热电偶采集线设置于所述纽扣电池上,所述数据采集装置开启电源,并以所述热电偶采集线取得所述纽扣电池的温度。

技术总结
本实用新型公开一种适用于纽扣电池的测试装置、探针及其测试系统,其以探针夹持并固定待测物,且,将电流或/及电压采样线的正极及负极分别固定于探针上,从而进行电性能测试,更可放置于高温环境中使用,大幅提升其可靠性,同时,探针采用弹簧件使得接触部可紧密的抵靠于待测物上,可有效降低干扰,从而保证数据准确度。据准确度。据准确度。


技术研发人员:庄志 王迎利 鲍晋珍 刘倩倩 郭宏伟 王汝友 蔡裕宏 程跃
受保护的技术使用者:上海恩捷新材料科技有限公司
技术研发日:2022.08.02
技术公布日:2022/12/16
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