测力传感器-电池膨胀力实验

当电池充放电时，电池内部会持续升温，活化过程中会所产生的气体膨胀，致使电池体积变大，且当内部压力达到一定程度时，如外壳有伤痕，即会破裂，引起膨胀、漏液、起火，甚至爆炸。

尤其是近年来新能源汽车的迅猛发展，电池安全问题，电池续航问题，电池寿命充放电次数等等，都倍受人们关注。膨胀力的出现，会给电芯和模组均会带来危害。.对于电芯，其内部压力变大，电芯的性能和寿命会衰减；对于模组，如果膨胀力应对不当，会造成模组尺寸超差，甚至破坏结构框。因此研究电池充放电膨胀力变化，对电池及系统的优化具有重要意义，目前不少企业已经开始研发测试电池膨胀力的设备。

实验准备：

1， 自制的工装夹具（与实验电池模组相配套，预留安装孔与电池充放电的孔）。

2， 被测试电池模组（水平放置工装夹具中部位置，以铝制定位柱进行定位固定）

3， 测力传感器FC系列（选用较大量程传感器，最大量程为25KN，测量电池膨胀力变化）

4， 放大器，信号采集卡（将传感器感受到的膨胀力以数据形式放大处理，最终传输到数显仪表或电脑软件，以数据形式形象具体的反馈给研究人员。

研究电池膨胀力与充放电循环次数关系

通过实验将循环过程中的膨胀力进行汇总分析，发现在不同SOC的变化规律略有不同: 将 0%SOC 的膨胀力定义为 F0，30%SOC的膨胀力定义为F30，以此类推，30%SOC是膨胀力的第一个峰值，*SOC是膨胀力又达到一个峰值。随循环次数的增加，其膨胀力越来越大，循环次数为1500时膨胀力能达到将近16KN。

研究膨胀力与电池容量关系

实验数据表明把握好间隙和预紧力的相对关系：如果电芯被压的太紧（模组壳体刚度太大），将会使隔膜也一并受到挤压，这种情况可能会加速电芯容量的衰减，反之，如果电芯间间隙太大，一方面会造成空间体积的浪费，同时也会造成电芯厚度增加，从而增加电芯正负极之间的距离。根据大量实验数据建议在最大20kN膨胀力条件下，电芯自身的伸长度与电芯间的gap之和介于0.5mm到2mm。