在電池短路測試中,夾具的核心作用是 “穩(wěn)定夾持電池、導通測試回路",但若材質選擇不當或夾持力度失控,極易造成電池外殼變形、極耳損傷,甚至引發(fā)電解液泄漏,不僅影響測試數(shù)據(jù)準確性,還可能帶來安全隱患。以下從 “夾具材質選型" 和 “夾持力度調整" 兩大核心維度,拆解實操技巧,解決夾傷問題。
電池外殼材質多樣(如鋁殼、鋼殼、軟包鋁塑膜、圓柱鋼殼),不同外殼對夾具材質的硬度、摩擦力要求差異極大,選錯材質是夾傷的首要原因。先明確3 類禁用 / 慎用材質:
高硬度無緩沖金屬材質:如純不銹鋼(硬度≥HV200)、鑄鐵夾具,無任何緩沖層,直接夾持鋁殼 / 軟包電池時,易壓潰外殼、劃傷極耳(尤其軟包電池鋁塑膜厚度僅 0.1-0.2mm,極易破損);
表面粗糙的材質:如未拋光的鑄鐵、表面有毛刺的普通碳鋼,夾持時粗糙表面會 “刮擦" 電池外殼,導致劃痕、變形;
無絕緣 / 無防滑的材質:如未做表面處理的銅夾具,雖導電性好,但表面光滑易打滑,為保證夾持穩(wěn)定需增大力度,間接導致夾傷,且無絕緣層可能引發(fā)測試回路短路。
不同電池外殼特性不同,需針對性選擇兼具 “導電性、緩沖性、耐磨性" 的夾具材質,以下為行業(yè)成熟選型方案:
電池類型 | 外殼特性 | 推薦夾具材質組合 | 核心優(yōu)勢 |
軟包鋰電池 | 鋁塑膜?。?.1-0.2mm)、易破損 | 「紫銅基材 + 0.3-0.5mm 硅膠緩沖層」 | 紫銅導電性好,硅膠層柔軟有彈性,避免壓潰鋁塑膜;硅膠表面微粗糙,防滑無需大力度夾持 |
方形鋁殼電池 | 鋁殼硬度低(HV50-80)、易變形 | 「黃銅基材 + 0.2mm 氟橡膠緩沖層」 | 黃銅硬度適中(HV80-100),不劃傷鋁殼;氟橡膠耐高溫(適配短路測試高溫場景)、抗老化 |
圓柱鋼殼電池 | 鋼殼硬度高(HV150-200)、需防滾動 | 「磷青銅基材 + V 型凹槽 + 0.1mm 橡膠墊」 | 磷青銅導電性優(yōu)、彈性好,V 型凹槽貼合圓柱外形(防滾動),橡膠墊避免鋼殼劃痕 |
方形鋼殼電池 | 鋼殼硬度高、極耳突出 | 「鈹銅基材 + 極耳專用卡槽 + 0.1mm 聚氨酯墊」 | 鈹銅強度高(防變形),卡槽精準定位極耳(避免夾傷極耳),聚氨酯墊緩沖外殼壓力 |
所有金屬基材表面需做 “鏡面拋光處理"(粗糙度 Ra≤0.8μm),避免毛刺、劃痕刮傷電池;
緩沖層材質需滿足 “耐溫≥150℃"(電池短路測試時溫度可能升至 80-120℃),且無揮發(fā)性物質(避免污染電池),優(yōu)先選食品級 / 工業(yè)級硅膠、氟橡膠。
選對材質后,夾持力度是防夾傷的另一關鍵 —— 力度過小會導致接觸不良(測試電流不穩(wěn)定),力度過大則直接夾傷電池。需按 “預設 - 測試 - 驗證 - 微調" 四步科學調整:
不同尺寸、外殼材質的電池,能承受的最大夾持力度不同,先按以下標準預設初始值(需搭配 “數(shù)顯壓力傳感器" 精準控力,禁止憑手感調整):
軟包鋰電池(如 100×50×5mm):初始力度 50-80N(約 5-8kg 力,相當于單手輕按的力度);
方形鋁殼電池(如 18650 圓柱 / 21700 圓柱):初始力度 80-120N(約 8-12kg 力);
方形鋼殼電池(如 50×100×20mm):初始力度 120-150N(約 12-15kg 力)。
注:若設備無壓力傳感器,需加裝外置數(shù)顯壓力計(精度 0.1N),避免憑經(jīng)驗調力導致誤差。
夾持前先空載運行,排查夾具是否存在 “錯位、傾斜"—— 若夾具一高一低、左右偏移,夾持時會導致電池受力不均(局部壓力過大),直接夾傷。
調試方法:將水平儀放在夾具夾持面,確保兩側夾具水平;手動推動夾具,觀察開合是否順暢,無卡頓、偏移;
若偏移:調整夾具底部的調節(jié)螺絲,或校準設備的導軌(部分機型支持電動調平),直至兩側夾持面平行對齊。
取 1-2 個 “廢電池"(與測試樣品同規(guī)格)進行試夾持,完成后檢查電池外觀:
若電池無變形、無劃痕,且用手輕拉電池無松動(接觸穩(wěn)定)→ 力度合適,可正式測試;
若電池出現(xiàn) “外殼凹陷、極耳變形"→ 力度過大,需降低力度(每次減 10-20N),再次試夾;
若電池松動(輕拉即動)、接觸不良(測試時電流波動>5%)→ 力度過小,需增大力度(每次加 10-15N),直至接觸穩(wěn)定且無外觀損傷。
批量測試時,因夾具緩沖層可能出現(xiàn) “輕微形變"(如硅膠墊受壓變形),力度會逐漸變化,需每測試 10-20 個樣品后:
抽查 1 個樣品的外觀,確認無新增夾傷;
用壓力計復測夾持力度,若偏差超過初始值的 20%(如初始 80N,實測>96N 或<64N),及時微調力度,避免后續(xù)樣品夾傷。
加裝 “壓力反饋自動調節(jié)系統(tǒng)"
對于軟包電池、超薄電池(厚度<3mm)等易損樣品,可升級設備為 “壓力反饋系統(tǒng)"—— 夾具內置壓力傳感器,實時監(jiān)測夾持力度,當力度超過預設閾值時,設備自動停止加力并報警,從源頭避免過力夾傷(尤其適合產(chǎn)線批量測試,減少人工監(jiān)控成本)。
定制 “仿形夾具",增大受力面積
若測試的是 “異形電池"(如弧形、梯形電池),普通平面夾具會導致 “局部點接觸"(壓力集中),需定制 “仿形夾持面"(與電池外形貼合),增大受力面積,降低局部壓力。示例:測試弧形軟包電池時,定制 “弧形硅膠夾持面",使電池與夾具的接觸面積從 “2cm2" 增至 “10cm2",局部壓力降低 80%,避免夾傷。
夾具老化(如緩沖層磨損、金屬基材生銹)也會間接導致夾傷,需做好日常維護:
每日:測試后用無塵布擦拭夾具夾持面,清除殘留的電解液、粉塵(避免腐蝕材質);
每周:檢查緩沖層(硅膠、橡膠)是否有 “開裂、變形、脫落",若有及時更換(建議備用 1-2 套緩沖層,避免停工);
每月:用砂紙(800 目以上細砂紙)輕輕打磨金屬基材表面(若有輕微劃痕),再用防銹油擦拭,防止生銹導致的粗糙刮傷。
通過 “選對材質 + 科學調力 + 日常維護",可解決電池短路試驗機夾具夾傷電池的問題,既保障測試樣品的完整性,又確保測試數(shù)據(jù)的準確性,同時延長夾具使用壽命,降低設備維護成本。