一种锂离子电池内部电池热测试装置（一）技术领域
本发明涉及电池生产技术领域，特别涉及一种锂离子电池内部电池热测试装置。
（二）背景技术
单体锂离子软包电池由正极、负极、隔膜以及电解液组成。电池的充放电过程的电化学
反应是可逆反应。以三元材料电池为例：
2Li0.5CoO2+LiC6⇌2Li0.5+xCoO2+Li1-2xC6。
放电过程，电池从左至右发生可逆反应，产生反应热。其主要产热反应包括：SEI膜
分解，电解液分解，正极分解，负极与电解液反应，负极与粘结剂反应；还有电池内阻的存在
也会产热。当前研究电池的热管理系统，为了使电池组各单体电池之间温度差异较小，温度
分布均匀，对于改善电池电化学性能，提高充放电能力和使用寿命。
当前电池产热分布使用方法，是使用绝热加速量热仪测量，使用有限元AnSys和流
体力学软件进行模拟计算。在绝热环境和恒温环境条件下，电池表面一般设为绝热条件，把
电池表面的测量值与计算值进行比较。
有研究表明，使用有限元模拟计算电池放电热分布：（1）电池放电产热初始温度分
布较均匀，随时间的增加电池表面与电池内部会出现温差，最高温度出现在放电末期电池
的中间部位。（2）电池表面温度随放电深度的增加而不断增大。该机构装置可以直接实现在
电池内部的温度测试，可以更加准确地反映电池热分布，来解决表面温度测量具有的局限
性。
为了准确测量电池内部产热分布，作为补充，可以使用直接在电池内部进行温度
测量，直接获取电池内部反应热的第一时间的温度反馈。避免电池内部热量无法及时散出
而堆积而产生的滞后性误差，锂离子电池内部电池热测试装置就是依此理论设计。
（三）发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、检测高效准确的锂离子电池
内部电池热测试装置。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种锂离子电池内部电池热测试装置，包括线路板，其特征在于：所述线路板为并列设
置的两个，双线路板包夹固定热敏电阻在镶嵌孔上，热敏电阻为9个且其厚度大于双线路板
的厚度；线路板上的镶嵌孔为27个，且在安装热敏电阻位置上有且只有一个线路板上设置
有镶嵌孔；热敏电阻的端头连接有导线A，线路板上锡焊有导线B。
本发明测试装置包括线路板、热敏电阻和导线，线路板的材质为奶电解液腐蚀塑
料或合金材质，或是其外层涂耐电解液腐蚀的绝缘胶、绝缘膜等其他绝缘材料；而双线路板
的厚度及热敏电阻的数量和分布可根据实际需要调整。
本发明的更优技术方案为：
所述热敏电阻的一端镶嵌在其中一个线路板的镶嵌孔内，另一端锡焊在另一个线路板
上，与线路板电路相通。
所述导线B去除外层绝缘外皮并做绝缘处理，导线B的长度≥10mm；绝缘处理可在
装置组装的不同阶段进行，材料可以是各种耐电解液腐蚀的绝缘胶和绝缘膜。
线路板为单板厚度0.5-6.5mm 的PCB板或单板厚度0.1-0.3mm的FPC板；热敏电阻
材质为半导体材料或过渡金属材料，镶嵌孔半径大于热敏电阻半径0.1-0.6mm；热敏电阻优
先选用NTC，其尺寸根据线路板厚度进行调整，热敏电阻镶嵌孔的数量（≥3个/d㎡）根据线
路板尺寸变化而修正；热敏电阻也可用热电偶代替。
所述双线路板不安装热敏电阻的镶嵌孔为打穿状态；在不影响正常测量的前提
下，装置的厚度越小，打穿的镶嵌孔越多，对电池反应的影响就越小，测试效果也会更佳；线
路板尺寸以及镶嵌孔分布由芯包的尺寸决定，即线路板尺寸要大于正极片，对于单板测试
装置镶嵌孔数量对正负极片锂离子交换影响关键。
镶嵌孔在双板的分布有两种形式：第一种形式是镶嵌孔全部分布在一个板上，而
相应的热敏电阻通过锡焊固定在另一板的相应电路电位上，剩余的镶嵌孔在双板上可以打
穿，以减少对正负极片的反应的影响；第二种形式是两板各分配一半的镶嵌孔数量，每个板
的镶嵌孔对应另一板都有一个未打镶嵌孔的电位，电位用来锡焊热敏电阻，来连通热敏电
阻和线路板电路，两板上剩余的镶嵌孔要全部打穿，两种方式各有适用性。
所述导线A和导线B为铜、铝等金属材料，线芯为单芯或多芯，线芯直径≤3mm，导线
A和相应的热敏电阻配对后编号，作为数据收集的编号，编号可以是数字、字母和汉字等。
单板测试装置，技术要求和成本都较高，线路板材质PCB和FPC都可选择，优选FPC，
热敏电阻要镶嵌在镶嵌孔中，热敏电阻厚度每一侧大于线路板0.05-0.1mm，用锡焊连接线
路板电路，线路板的镶嵌孔数量要多且分布均匀。
导线B与线路板锡焊连接处以及热敏电阻锡焊连接处绝缘处理同导线B的绝缘处
理相同，最后可用耐腐蚀绝缘膜固定。
本发明的有益效果：
（1）使用线路板镶嵌热敏电阻测量电池内部温度，不影响电池组装及平压，原因是测试
部件的简单的平板结构设计和灵活的导线输出设计；
（2）线路板和热敏电阻的尺寸设计可以随芯包的主体尺寸变活而灵活调整；
（3）通过调整热敏电阻的镶嵌线路板位置可灵活测试电池不同部位的温度；
（4）可灵活调整整个测试部件在芯包中的位置，根据需要灵活测试电池内部不同深度
的温度信息。
（四）附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
图3为本发明的测试状态示意图。
图中，1导线A，2导线B，3热敏电阻，4线路板，5镶嵌孔，6芯包，7胶带。
（五）具体实施方式
本发明涉及一种可准确测量电池内部温度的装置，下面将结合本发明实施方式，对本
发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明
的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
实施例：
本发明提供了一种可准确测量电池内部温度的装置，测试装置如附图所示。
将热敏电阻3嵌入相应线路板镶嵌孔5，热敏电阻3型号选择NTC-5D-5，直径d=5mm，
厚度2mm，镶嵌孔5直径d=6mm，热敏电阻3大小相同共9个镶入镶嵌孔5，对准位置后锡焊连接
线路板4，镶嵌孔5为27个，剩余18个镶嵌孔5在这里不用双层线路板打穿；热敏电阻3在镶嵌
孔5的排布不同就代表了所测极片相应不同部位的温度。
双层线路板4的材质是PCB-0.5mm，两层线路板4包夹热敏电阻3固定在一个板镶嵌
孔5内，热敏电阻3锡焊在另一个板面上，与线路板4电路相通；双层线路板4的镶嵌孔5全部
分布在一个板上，而相应的热敏电阻3通过锡焊固定在另一板的相应电路电位上，剩余的镶
嵌孔5在双板上可以打穿，以减少对正负极片的反应的影响；双硬板4包夹固定后厚度≤
2.5mm，热敏电阻3高出镶嵌孔5≤0.5mm；若使用软单板，软单板厚度≤0.3mm，热敏电阻3高
出镶嵌孔5≤0.3mm，在这里我们不使用软单板。
导线B2接头采用锡焊连接线路板线4路，焊接位置随所选热敏电阻镶嵌孔5所在线
路端锡焊，导线B2去除外层绝缘外皮来保证软包顶侧封的顺利进行，对于EV10AH软包，导线
B2的长度为≥10mm已然足够，即这个长度大于电池侧封装处的封装宽度。
导线A1是连接对应热敏电阻3连接的线路板电路末端，每根导线A1都与相应的热
敏电阻3锡焊连接成通路，为了方便记录，可以选择对导线A1和热敏电阻3统一编号，可以使
用数字编号1号、2号、3号…。
保证各个热敏电阻3通路并保证双线路板4的厚度的整体平整稳固，双硬板间不留
空隙为目标。
以软包EV10AH电池测量为例，热敏电阻3排布在热敏电阻镶嵌孔5上，选择测试温
度的部位为电池内部中间位置的整体分布。电芯的组装方式选择双芯包6夹逼测试装置，在
这里测试装置在双芯包6中间位置，注意用终止胶带7固定两芯包6和测试装置组合体时位
置要正确，确认芯包6已经完全包住线路板4，焊接极耳制成电芯入外壳，顶侧封过程注意侧
封时只封裸露导线B2部分，带绝缘外皮的导线A1连接外部热敏电阻3，在这里硬封和软封各
一次，当然可根据具体情况选择软封和硬封。电池热平压正常进行，电池厚度增加约3mm，冷
热平压参数可以按内部EV10AH工艺执行，电池终封后要检验气密性，对于软包电池整体效
果如图1，然后根据需求，选择制成电池类型，选出合格单体电池，就可以开始测试了。