測(cè)力傳感器-電池膨脹力實(shí)驗(yàn)

當(dāng)電池充放電時(shí)，電池內(nèi)部會(huì)持續(xù)升溫，活化過程中會(huì)所產(chǎn)生的氣體膨脹，致使電池體積變大，且當(dāng)內(nèi)部壓力達(dá)到一定程度時(shí)，如外殼有傷痕，即會(huì)破裂，引起膨脹、漏液、起火，甚至爆炸。

尤其是近年來新能源汽車的迅猛發(fā)展，電池安全問題，電池續(xù)航問題，電池壽命充放電次數(shù)等等，都倍受人們關(guān)注。膨脹力的出現(xiàn)，會(huì)給電芯和模組均會(huì)帶來危害。.對(duì)于電芯，其內(nèi)部壓力變大，電芯的性能和壽命會(huì)衰減；對(duì)于模組，如果膨脹力應(yīng)對(duì)不當(dāng)，會(huì)造成模組尺寸超差，甚至破壞結(jié)構(gòu)框。因此研究電池充放電膨脹力變化，對(duì)電池及系統(tǒng)的優(yōu)化具有重要意義，目前不少企業(yè)已經(jīng)開始研發(fā)測(cè)試電池膨脹力的設(shè)備。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：

1， 自制的工裝夾具（與實(shí)驗(yàn)電池模組相配套，預(yù)留安裝孔與電池充放電的孔）。

2， 被測(cè)試電池模組（水平放置工裝夾具中部位置，以鋁制定位柱進(jìn)行定位固定）

3， 測(cè)力傳感器FC系列（選用較大量程傳感器，最大量程為25KN，測(cè)量電池膨脹力變化）

4， 放大器，信號(hào)采集卡（將傳感器感受到的膨脹力以數(shù)據(jù)形式放大處理，最終傳輸?shù)綌?shù)顯儀表或電腦軟件，以數(shù)據(jù)形式形象具體的反饋給研究人員。

研究電池膨脹力與充放電循環(huán)次數(shù)關(guān)系

通過實(shí)驗(yàn)將循環(huán)過程中的膨脹力進(jìn)行匯總分析，發(fā)現(xiàn)在不同SOC的變化規(guī)律略有不同: 將 0%SOC 的膨脹力定義為 F0，30%SOC的膨脹力定義為F30，以此類推，30%SOC是膨脹力的第一個(gè)峰值，*SOC是膨脹力又達(dá)到一個(gè)峰值。隨循環(huán)次數(shù)的增加，其膨脹力越來越大，循環(huán)次數(shù)為1500時(shí)膨脹力能達(dá)到將近16KN。

研究膨脹力與電池容量關(guān)系

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明把握好間隙和預(yù)緊力的相對(duì)關(guān)系：如果電芯被壓的太緊（模組殼體剛度太大），將會(huì)使隔膜也一并受到擠壓，這種情況可能會(huì)加速電芯容量的衰減，反之，如果電芯間間隙太大，一方面會(huì)造成空間體積的浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)造成電芯厚度增加，從而增加電芯正負(fù)極之間的距離。根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建議在最大20kN膨脹力條件下，電芯自身的伸長(zhǎng)度與電芯間的gap之和介于0.5mm到2mm。