[发明专利]电池用厚度及挠度检测治具以及使用该治具的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测电池的厚度及挠度的检测治具、以及利用该治具对电池的厚度及挠度进行检测的方法。

背景技术

随着电子工业的迅速发展，特别是近年来移动设备、掌上电子产品的广泛普及，具有高容量密度且易于小型化的二次电池越来越多地被用作笔记本电脑、电动工具等便携式设备的电源。从生产性和实用性的角度出发，不仅要求电池具有良好的充放电性能，还要求电池具有良好的外观。例如，在大规模生产和使用过程中，对电池整体厚度和平整度的要求非常高，如果电池厚度不均匀或表面翘曲，会直接影响到电池能否顺利地与使用设备的电池放置槽连接。

上述便携式设备中使用的电池包括单体电池和由单体电池组成的电池组(battery pack)这两种类型。单体电池例如有方型锂离子二次电池等，电池组是由单体电池通过多种方式组合成或直接设计成整体结构。这样的扁平型的电池组在生产中难免出现厚度不均的情况。如果厚度不均匀，其公差大于工艺标准，则不能顺利地装入电子设备的电池放置槽中，成为不合格品。目前一般采用厚度测量设备或过厚治具来测量电池厚度。厚度测量设备可以测出准确的数值，但检测效率较低，不能用于大规模生产的电池厚度检测。

为了快速方便地检测电池厚度，专利文献1和2中分别公开了一种锂离子电池厚度检测装置，其由底板、验块、卡规所构成，底板呈斜坡状，圆柱形卡规与底板上表面之间设有间隙。电池在重量作用下沿底板的斜坡下滑，能滑过圆柱形卡规的电池判定为厚度合格，未滑过的电池判定为厚度不合格。该方法操作简单，但缺点在于只能检测电池的单点厚度，即仅仅依据电池厚度的最大值来判断是否合格，而且未考虑到电池本身的翘曲度的问题，从而对电池的整体外观无法正确地掌握。

对于长条状的方形电池或扁平型电池组来说，除了存在厚度不均匀的问题以外，生产过程中还存在电池表面发生翘曲的问题。一般用“挠度”来表示电池的翘曲度。挠度通常表示构件(如梁，柱，板等)受到外力时发生弯曲变形的程度，以构件弯曲后各横截面的中心至原轴线的距离来度量。对挠度进行测定的装置大多结构复杂，适用于大规模结构物的验收检测(参见专利文献3)。现有技术中尚没有对电池的挠度(翘曲度)进行测定的简单快速的方法。

图1是我们目前所采用的电池用厚度检测治具的示意图。其包括底板2、垂直于底板的一对平行的侧板3、以及位于侧板两端部的端板4，其中，由侧板3及端板4围成对电池厚度进行测定的测定槽。2个厚度检测端5分别位于测定槽的两端部，对待测电池的两端厚度进行管理，如果电池的两端厚度过厚，则不能顺利地插入该检测治具，被判定为不合格品。

考虑到电池表面的翘曲，目前采取的方法是在上述厚度检测治具的厚度检测端与中央部设定一定的高度差。例如，在电池挠度为0.5mm的工艺中，即在设定待测电池的实际中心线偏离设计中心线的允许值为0.5mm以下的情况下，可以使两端部的厚度检测端的表面高出中央部的侧板表面，两侧的高度差合计为0.5mm，从而为电池的翘曲面预留了一定的空间。

但上述检测治具存在的问题是，因为只在较少部位(例如两端部)进行厚度检测，无法对电池的整体厚度进行管理。也就是说，虽然电池的两端厚度合格，能顺利插入检测治具并被判断为合格品，但实际上存在电池整体的厚度不均匀例如局部过厚等而不能使用的情况。而且，由于电池的厚度公差通常小于挠度公差，所以若采用上述电池厚度检测装置来管理电池的整体厚度，有时会因为电池翘曲的部分过大而无法进行。因此存在即使电池的整体厚度合格，也存在因翘曲度过高被判断为不合格品的情况。这样，仅通过上述现有的厚度检测治具，无法找出不合格品的问题症结所在，不能针对性地改善电池的制造工艺。

因此，现有技术中存在的问题是，无法对电池的整体厚度进行多点检测，而且，由于电池板存在翘曲，无法同时管理电池的厚度和挠度。

专利文献1：中国实用新型专利ZL200620025568.x

专利文献2：中国实用新型专利ZL200820074146.0

专利文献3：中国实用新型专利ZL200620004256.0

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种电池用厚度及挠度检测治具，利用该检测治具来实现对电池厚度的多点检测、以及对厚度和挠度的同时管理。