【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電池測試，涉及一種無損分析電池整體浸潤性的方法。
技術(shù)介紹
1、鋰離子電池（lib）已廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、電動汽車（ev）以及電網(wǎng)儲能領(lǐng)域，而目前領(lǐng)域內(nèi)對更高能量密度的鋰離子電池的需求一直在持續(xù)增長。為此，行業(yè)內(nèi)主要從材料體系及電芯設(shè)計方面開展研究，其中，采用厚電極提高正負(fù)極片的壓實密度和面密度從而降低極片折數(shù)或?qū)訑?shù)，是一種有效的技術(shù)手段。但是，采用厚電極的設(shè)計后，電芯制程和性能等方面均會受到影響，尤其是容易產(chǎn)生電解液浸潤性變差的問題，因此，對電解液浸潤性的可靠判斷顯得尤為重要。
2、cn115586109a公開了一種判斷鋰離子電池極片浸潤性的方法及裝置，包括將待測電池極片進(jìn)行稱重，鋪展在過濾部件上；將噴淋部件、過濾部件以及底托部件呈豎直分布；測試時，控制噴淋部件噴淋電解液，電解液從噴淋部件噴出后淋至過濾部件上的極片，最后到達(dá)底托部件上；將測試后的電池極片進(jìn)行再次稱重；將測試后的底托部件上的噴淋液進(jìn)行稱重，判斷多次重量的變化判定電解液的浸潤速度。
3、cn115326961a公開了一種評估鋰離子電池極片浸潤性的方法，包括步驟s1，向烘烤后的電芯中注入含有l(wèi)ifsi的電解液后真空封裝完成陳化過程；步驟s2，拆解s1中所得封裝電池獲取極片并完成沖切過程以獲得樣片，以浸潤以及超聲分散方式處理樣片以獲取樣片內(nèi)電解液；步驟s3，以水系過濾膜過濾出濾清液測試ic，依照濾清液中fsi-濃度得樣片內(nèi)電解液含量，并將所得電解液含量與理論值作比較用以評估鋰離子電池極片浸潤性。
4、cn2150048
5、電解液在電池內(nèi)部的浸潤性通常受到極片和隔膜的影響，因此，如上現(xiàn)有技術(shù)方案，判斷浸潤性的一般思路都是對浸潤前后的極片或隔膜的重量等性質(zhì)進(jìn)行測試，再進(jìn)行計算或?qū)Ρ取Ｒ虼耍枰獜?fù)雜的設(shè)備體系且操作繁瑣易出錯，同時，由于測試的極片和隔膜都并不是在電池內(nèi)部進(jìn)行的測試，導(dǎo)致其結(jié)果并無法反映出電池內(nèi)部的真實浸潤性狀態(tài)。比如那些采用浸潤前后的重量變化測試方案需要較大的成本投入，并不利于在企業(yè)實際生產(chǎn)中操作。
6、因此，尚需要開發(fā)研究一種簡單易行，準(zhǔn)確可靠的無損測試電池整體浸潤性的方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種無損分析電池整體浸潤性的方法，所述方法將電解液進(jìn)行烘烤，再與正極片、鋰金屬負(fù)極片及隔膜組裝為電池；以正極在下，負(fù)極在上的方式將所述電池進(jìn)行靜置；將靜置后的電池進(jìn)行首次充電，根據(jù)首次充電初期的電壓擾動進(jìn)行計算得到浸潤性系數(shù)k，以建立電池整體浸潤性的關(guān)系。本專利技術(shù)通過特定電池組裝方式以及特定首次充電測試方式，人為地放大電池內(nèi)部的濃差極化，利用濃差極化引起的電壓擾動來表征電池內(nèi)部的浸潤性，可以更加準(zhǔn)確的綜合表述出電池實際內(nèi)部的浸潤性狀態(tài)，而無需單獨測試內(nèi)部極片或隔膜，所述方法簡單易行，無需復(fù)雜測試設(shè)備，可以有效地縮短測試周期提高測試效率。
2、為達(dá)到此目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種無損分析電池整體浸潤性的方法，所述方法包括：
4、將電解液進(jìn)行烘烤，再與正極片、鋰金屬負(fù)極片及隔膜組裝為電池；
5、以正極在下，負(fù)極在上的方式將所述電池進(jìn)行靜置；
6、將靜置后的電池進(jìn)行首次充電，直至截止電壓時停止，按照如下公式計算浸潤性系數(shù)k，；其中，η為電解液的流度，v為電解液的注液量，j為單位修正系數(shù)，t為所述靜置的時間，a為正極片的面積，u0為首次充電前30秒內(nèi)的最高電壓，u1為首次充電從u0至截止電壓中的最低電壓。
7、通常，在電池組裝完成后，其起始電壓主要與電極材料本身電壓、電極材料浸潤性和隔膜浸潤性所引起的濃差極化有關(guān)。當(dāng)濃差極化存在時，會使得電池充電電壓高于實際電極材料的本身電壓，而在充放電開始時，往往具有快速恢復(fù)到正常電壓變化的過程。借助此特性，本專利技術(shù)提出通過人為增大濃差極化的方式，去放大電池內(nèi)部浸潤性的差異，與首次充電的電壓擾動建立聯(lián)系，從而去評估電池內(nèi)部的浸潤性。
8、本專利技術(shù)中為了增大濃差極化：第一，采用特定的電池裝配方式，即電解液需要進(jìn)行烘烤來增加濃差極化。將電解液進(jìn)行高溫烘烤，以提高電解液的粘度與濃度來引起更大的濃差極化，使其宏觀的表現(xiàn)為更大的電壓差。電解液經(jīng)過短期的高溫烘烤后，還可以進(jìn)一步地提升電解液內(nèi)部分子的布朗運動，使其電解質(zhì)與溶劑間溶解度更好且更加均勻。在烘烤后進(jìn)行注液，可以進(jìn)一步地降低電解液與顆粒內(nèi)部的表面張力，提升電解液浸潤性，使電解液分子更容易進(jìn)入極片內(nèi)部。第二，本專利技術(shù)采用特定的首次充電測試方式，即以正極在下，負(fù)極在上的方式將所述電池進(jìn)行靜置后再開始測試，這樣一來，電池在首次充電時，電池內(nèi)部鋰離子由正極脫出到負(fù)極嵌入，由于負(fù)極在上而正極在下，則鋰離子需要克服重力由下而上運動，此時，由于電解液經(jīng)過高溫烘烤，電解液內(nèi)部黏度與濃度較大，鋰離子運動阻力較大，其首次充電的電壓差會更明顯，可以更加準(zhǔn)確地定量表征出電池內(nèi)部的浸潤性差異。
9、以下作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，但不作為本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案的限制，通過以下技術(shù)方案，可以更好地達(dá)到和實現(xiàn)本專利技術(shù)的技術(shù)目的和有益效果。
10、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述烘烤的溫度為40~60℃，例如35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃、52℃、54℃、56℃、58℃或60℃等，時間為5~60min，例如5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等，但并不僅限于已列舉的數(shù)值，上述數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
11、本專利技術(shù)中，所述烘烤為了提升所述電解液的粘度和濃度，因此優(yōu)選在不封口的情況下進(jìn)行所述烘烤。
12、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電池為扣式電池。優(yōu)選地，所述扣式電池的正極片的半徑為7~9mm，例如7mm、7.2mm、7.4mm、7.6mm、7.8mm、8mm、8.2mm、8.4mm、8.6mm、8.8mm或9mm等，但并不僅限于已列舉的數(shù)值，上述數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
13、在鋰離子電池研發(fā)階段，通常會使用扣式電池（扣電）去快速模擬一款材料或者部分極片在全電電芯實際使用的容量發(fā)揮，而本專利技術(shù)所述方法十分適用于扣式電池。<本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，所述烘烤的溫度為35~60℃，時間為5~60min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，所述電池為扣式電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，所述靜置的時間為5~120min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，所述首次充電的倍率為0.05~0.33C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，當(dāng)U0≤U1和/或(U0-U1)＜1時，所述公式中(U0-U1)的差值規(guī)定為1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，j的取值為1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，η=電解液的粘度×電解液中電解質(zhì)的物質(zhì)的量濃度×隔膜的孔隙率；η=0.12~0.54。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，所述正極片中的正極材料的壓實密度為2~5g/m3；所述正極片的面積為1~10cm2。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，所述烘烤的溫度為35~60℃，時間為5~60min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，所述電池為扣式電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，所述靜置的時間為5~120min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，所述首次充電的倍率為0.05~0.33c。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無損分析電池整體浸潤性的方法，其特征在于，當(dāng)u0≤u1和/或(u0-u1)＜1時，所述公...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孟祥賀，李碩，安曉娜，王子祿，李文強，朱武，
申請(專利權(quán))人：天津國安盟固利新材料科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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