CN102235957B - 锂离子电池极片粘结性的检测方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池极片粘结性的检测方法，其通过对极片式样施加一定时间的超声波振动，使极片上的涂膜脱落，然后通过极片式样上涂膜的脱落量来判定极片粘结性的优劣。该技术方案的有益效果：1.振动表征的是极片整体，屏蔽了极片各个位置粘结性的差异，使检测结果更加准确；2.方法简单、实用，可快速检测出极片的粘结性。

Description

锂离子电池极片粘结性的检测方法及其设备

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子电池极片粘结性的检测方法及其设备。

背景技术

随着现代社会的不断发展，移动设备如智能手机，笔记本电脑，摄像机以及EV(电动汽车)等将得到越来越广泛的应用，从而形成了对锂离子电池的大量需求。

极片是锂离子电池的核心部件，是锂离子电池生产过程中的非常重要的环节。极片的粘结性直接决定锂离子电池的性能，如果极片的粘结力不好，就会存在容量低、循环性能差、自放电快等质量问题。所以，极片生产出来后，检测极片粘结性的工作尤为重要。

行业内现有的极片粘结性检测方法主要有两种：一种是划格法(GB/T9286-88)，即用划格器在极片上划出横竖交叉的网格，使涂膜被划破，然后通过观察涂膜脱落程度来为极片粘结力判定等级；另一种是拉力法(CN201464346U)，即用胶带粘在极片表面上，然后以一定速度将胶带和极片分离，记录胶带和极片分离的拉力，通过拉力大小来判定为极片粘结性的优劣。

然而，以上两种方法都存在很大的缺陷，前一种由于划格时受手势及力度的影响，导致检测结果有较大偏差。后一种由于胶带和极片的粘结力受粘贴时压力的影响，以及胶带和极片分离时拉力波动较大，导致检测结果很难判定。

发明内容

本发明的第一个目的在于，针对现有技术的不足，提供一种锂离子电池极片粘结性的检测方法，通过该方法可以快速、准确地判定锂离子电池极片粘结性的优劣，进而确保锂离子电池的性能。

为了实现第一个发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池极片粘结性的检测方法，通过对极片式样施加超声波震动，使极片上的涂膜脱落，然后根据涂膜脱落的量来对比判断极片粘结性，脱落量多粘结性差，脱落量少粘结性好。

所述的锂离子电池极片粘结性的检测方法，所述检测的步骤具体为，

第一，制作极片式样，极片式样要包含集流体区和膜片区；

第二，振动前称重，对振动前所取极片式样进行称重，将用分析天平称得的式样重量记为G；

第三，安装极片式样，安装式样时，要将式样的集流体区安装于活动夹板和固定夹板之间，并通过调节螺栓将集流体区以面接触的形式夹紧；

第四，启动电机及调节参数，将超声波的振幅设为10～100um，频率设为20～40KHZ，对极片式样施加一定时间的振动，使极片上的涂膜脱落，记录振动时间；

第五，振动后称重，对振动后的极片式样进行称重，将用分析天平称得的式样重量记为G’；

第六，判定极片粘结性，通过对比G和G’的大小来判定极片粘结性。

作为本发明锂离子电池极片粘结性的检测方法的一种改进，所述超声波振动器发出振动的振幅为30um，频率为30KHZ。

作为本发明锂离子电池极片粘结性的检测方法的一种改进，所述方法检测时，极片式样与式样夹具之间采用面接触的形式夹紧，以便极片式样更有效地接收超声能量。

相对于现有技术，本发明的锂离子电池极片粘结性的检测方法有以下优势：

一种锂离子电池极片粘结性的检测方法，其通过对极片式样施加一定时间的超声波振动，使极片上的涂膜脱落，然后根据涂膜脱落的量来对比判断极片粘结性，脱落量多粘结性差，脱落量少粘结性好。该方法利用了超声波振动器发出的超声波振动，为极片的粘结性检测提供了一种新思路；传统的划格法由于划格时受手势及力度的影响，导致检测结果有较大偏差，传统的拉力法由于胶带和极片的粘结力受粘贴时压力的影响，以及胶带和极片分离时拉力波动较大，导致检测结果很难判定，而本实用新型的超声波振动表征的是极片整体，屏蔽了极片各个位置粘结性的差异，使检测结果更加准确；该方法简单、实用，可快速检测出极片的粘结性。

本发明的另一个目的在于提供一种锂离子电池极片粘结性的检测设备，通过该设备可以快速、准确地判定锂离子电池极片粘结性的优劣。该检测设备的技术方案如下：

一种锂离子电池极片粘结性的检测设备，包括操作台，设置在操作台内的超声波振动器，超声波振动器与振动支架的一端连接，振动支架另一端与式样夹具固定连接，以及设置在操作台上并与式样夹具配合使用的托盘。

所述超声波振动器可以借助振动支架和式样夹具对极片式样施加一定时间的超声波振动，使极片上的涂膜脱落。

所述式样夹具包括框架，设置在框架内的固定板、活动夹板和固定夹板，所述的固定板与振动支架固定连接，所述的固定板上设置有用于调节活动夹板的调节螺栓。此式样夹具能以面接触的形式将极片式样夹紧，以便于极片式样有效接收超声能量。

所述活动夹板、固定板和固定夹板平行设置在框架内，所述的框架设置有导轨。活动夹板可通过导轨在框架内部固定板和固定夹板之间平行移动，调节螺栓调节活动夹板的位置，并可以将其紧固。

所述振动支架、式样夹具都为金属材质，以便于有效传播超声能量。

所述振动支架为倒“L”型，方便安装和使用。

相对于现有技术，本发明的锂离子电池极片粘结性的检测设备有以下优势：

一种锂离子电池极片粘结性的检测设备，包括操作台，设置在操作台内的超声波振动器，超声波振动器与振动支架的一端连接，振动支架另一端与式样夹具固定连接，以及设置在操作台上并与式样夹具配合使用的托盘。该设备利用了超声波振动器发出的超声波振动来检测极片的粘结性，超声波振动表征的是极片整体，屏蔽了极片各个位置粘结性的差异，使检测结果更加准确；该设备操作简便，可快速检测出极片的粘结性；该设备结构简易，易于大批量制造。

附图说明

图1为本发明中的极片粘结性检测设备示意图；

图2为本发明中的极片粘结性检测设备中的式样夹具示意图；

图3本发明中需要检测的极片式样示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明及其有益技术效果进行详细说明。

请参阅图1，本实用新型锂离子电池极片粘结性的检测设备，其包括操作台1、超声波振动器2、振动支架3、式样夹具4、以及托盘5。

所述超声波振动器2位于操作台1的内部，振动支架3一端与超声波振动器2与固定连接，另一端与式样夹具4固定连接，这样，振动支架3可将超声波振动器2发出的振动直接传递给式样夹具4。

托盘5位于操作台1的上方、式样夹具4的正下方，与式样夹具4配合使用，用于盛装振动后从极片式样脱落下来的部分涂膜。

请参阅图2和图3，式样夹具4包括框架40、固定板41、活动夹板42、固定夹板43、以及调节螺栓44，其中，所述的框架40设置有导轨401；极片式样包括集流体区61和涂膜区62。

式样夹具4中的活动夹板42与固定板41和固定夹板43平行，活动夹板42可通过框架40内的导轨401在夹具内部固定板41和固定夹板43之间平行移动，所述的固定板41与振动支架3固定连接。

极片式样的集流体区61安装于活动夹板42和固定夹板43之间，并通过调节螺栓44将集流体区61以面接触的形式夹紧，以便于极片充分接收来自于超声波振动器2发出的超声能量。

振动支架和式样夹具采用的材质为铜。

极片粘结性的检测时，先对极片式样施加一定时间的超声波振动，使极片上的涂膜脱落，然后通过极片式样上涂膜的脱落量来判定极片粘结性的优劣。

极片粘结性检测的操作流程如下：

第一步，制作极片式样。制作极片式样时要注意，极片式样要包含集流体区和膜片区，如图3所示。集流体区用于与式样夹具接触，以避免安装式样时，夹具损伤极片式样的膜片区。第二步，振动前称重。要对振动前所取极片式样进行称重，将用分析天平称得的式样重量记为G。第三步，安装极片式样。安装式样时，要将式样的集流体区安装于活动夹板和固定夹板之间，并通过调节螺栓将集流体区以面接触的形式夹紧，以便于极片充分接收来自于超声波振动器发出的振动力。第四步，启动电机及调节参数。将超声波的振幅设为30um，频率设为20KHZ，对极片式样施加一定时间的振动，使极片上的涂膜脱落，记录振动时间。第五步，振动后称重。对振动后的极片式样进行称重，将用分析天平称得的式样重量记为G’。第六步，通过对比G和G’的大小来判定极片粘结性。

下面对判定极片粘结性的方法进行举例说明：

先选取相同大小但不同配方或不同工艺生产出来的的两个极片式样，记为式样A和式样B。用天平称量各自的重量，记为Ga和Gb。将式样A的集流体区夹在式样夹具4中，然后启动超声波振动器对式样A施加振动力，直到式样A的膜片区明显脱落，停止振动，并记录振动时间。然后对式样B施加同样时间的振动力，方法同式样A，这里不再赘述。振动后再用天平称量式样的重量，记为Ga’和Gb’，通过计算各式样膜片的脱落率η来判定式样粘结性的优劣。其中，ηA＝(Ga-Ga’)/Ga，ηB＝(Gb-Gb’)/Gb，脱落率η越大，说明该式样的粘结性越差。

本发明也可以进行定性对比，初步判断极片粘接性的优劣，即先选取相同大小但不同配方或不同工艺生产出来的的两个极片式样，记为式样A和式样B，然后对式样A和式样B振动相同的时间，最后将式样A和式样B放在一起对比，膜片脱落严重的，其粘结性就较差。

鉴于锂电行业内还没有检测极片粘结力的标准，我们可以根据极片粘结力对电池性能的影响，来定义极片粘结力的标准。进而，确定该设备需要的振动频率、振幅、振动时间。

根据上述说明书的揭示和指导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (5)

1.一种锂离子电池极片粘结性的检测设备，其特征在于：包括操作台(1)，设置在操作台(1)内的超声波振动器(2)，超声波振动器(2)与振动支架(3)的一端连接，振动支架(3)另一端与试样夹具(4)固定连接，以及设置在操作台(1)上并与试样夹具(4)配合使用的托盘(5)。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池极片粘结性的检测设备，其特征在于：所述试样夹具(4)包括框架(40)，设置在框架(40)内的固定板(41)、活动夹板(42)和固定夹板(43)，所述的固定板(41)与振动支架(3)固定连接，所述的固定板(41)上设置有用于调节活动夹板(42)的调节螺栓(44)。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池极片粘结性的检测设备，其特征在于：所述活动夹板(42)、固定板(41)和固定夹板(43)平行设置在框架(40)内，所述的框架(40)设置有导轨(401)。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池极片粘结性的检测设备，其特征在于：所述振动支架(3)、试样夹具(4)都为金属材质。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池极片粘结性的检测设备，其特征在于：所述振动支架(3)为倒“L”型。