CN104617346A - 一种测定聚合物锂离子电池注液量的方法 - Google Patents

一种测定聚合物锂离子电池注液量的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104617346A
CN104617346A CN201410815036.5A CN201410815036A CN104617346A CN 104617346 A CN104617346 A CN 104617346A CN 201410815036 A CN201410815036 A CN 201410815036A CN 104617346 A CN104617346 A CN 104617346A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery core
liquid
battery
polymer
ion battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410815036.5A
Other languages
English (en)
Inventor
关成善
宗继月
张敬捧
郭章飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Goldencell Electronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Shandong Goldencell Electronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Goldencell Electronics Technology Co Ltd filed Critical Shandong Goldencell Electronics Technology Co Ltd
Priority to CN201410815036.5A priority Critical patent/CN104617346A/zh
Publication of CN104617346A publication Critical patent/CN104617346A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

一种测定聚合物锂离子电池注液量的方法，涉及一种聚合物锂离子电池设计开发过程准确、方便确定电池合理注液量方法。为了提供一种测定聚合物锂离子电池吸液量的方法，本发明技术方案具体如下。①取尚未浸液的电芯，称量浸泡前电芯重量为m1；②在干燥房中将聚合物电芯完全浸没于盛有电解液的容器中，并将容器连同电芯一起放入真空箱里，通过抽、破真空方式加速电芯吸液；③电芯吸液完成后，用镊子将电芯取出，放到两挤液夹板之间，并用对两夹板之间的电芯施加面压力，使电芯中多余的电解液被挤出；④称量挤液后电芯的重量m2；⑤计算得到电芯吸液量M=m2-m1；⑥计算得到电池注液量=M×（1+电解液富裕系数）。

Description

一种测定聚合物锂离子电池注液量的方法
技术领域
本发明涉及一种聚合物锂离子电池设计开发过程准确、方便确定电池合理注液量方法。
背景技术
近年来聚合物锂离子电池发展迅速，其中一个重要原因就是可以将聚合物锂离子电池做成任意形状，以适应不同场合的需要，如在超薄笔记本、超薄手机领域，聚合物锂离子电池取代钢壳圆柱电池，成为众多数码厂商青睐的电池选择对象。但另一方面，由于聚合物锂离子电池容量、外观尺寸变化多样，到目前为止还没有统一的标准加以规范，因此设计开发过程中，其产品型号更是多种多样。在聚合物锂离子电池设计开发过程中，当确定好电池容量外观后，如何准确、方便地确定电池的合理注液量成为困扰工程师的一个难题。
传统方法，最简单的有通过每克电解液对应多少电池容量来进行计算的，显然这种方法太过粗略。因为不同材料对应的吸液情况不同，即使材料相同，极片辊压时压实密度不同也会造成吸液情况的巨大差异。若再考虑不同隔膜吸液量的不同，则情况更加复杂。另外一种方法是通过正极材料、负极材料及各种添加剂的真实密度的平均值和极片辊压后的压实密度计算出辊压后极片的孔隙率，极片孔隙率与辊压后材料体积的乘积即是极片中的空隙体积，极片中的空隙体积再乘以电解液密度得出极片吸液量，相似方法计算出隔膜吸液量，隔膜吸液量和极片吸液量之和最终得出电池吸液量。这种吸液量计算方式貌似严密，但理论计算与实际吸液量之间往往差值较大，且计算量大。
圆柱电池由于采用卷绕方式制作电芯，正负极片与隔膜之间接触非常紧密，故电解液浸泡后取出电芯，不会有较多的电解液残留在电芯内部正负极片与隔膜之间，因此可以通过电解液浸泡实验直接确定电芯吸液量，无需对电芯施加压力将多余电解液挤出。与圆柱电池不同的是，由于聚合物锂离子电池结构较为疏松，致使电解液浸泡后，电芯内部残存大量多余电解液。此时若称重吸液后电芯的重量并计算电芯吸液量，必将影响电芯吸液真实结果。为解决聚合物锂离子电池结构松散不易通过电解液浸泡实验确定电芯吸液量的问题，本专利设计一套挤液装置，通过挤液装置可以将浸泡后的电芯内部残存的多余电解液挤出，从而能够准确计算聚合物电芯的真实吸液量。
发明内容
为了提供一种测定聚合物锂离子电池注液量的方法，本发明技术方案具体如下。
本方法通过电解液浸泡实验测定聚合物锂离子电池电芯的吸液量，具体步骤如下： 
 取尚未浸液的电芯，称量浸泡前电芯重量为m1；
 在干燥房中将聚合物电芯完全浸没于盛有电解液的容器中，并将容器连同电芯一起放入真空箱里，通过抽、破真空方式加速电芯吸液；
 电芯吸液完成后，用镊子将电芯取出，放到两挤液夹板之间，并用对两夹板之间的电芯施加面压力，使电芯中多余的电解液被挤出；
 称量挤液后电芯的重量m2；
 计算得到电芯吸液量M=m2-m1；
 计算得到电池注液量=M *（1+电解液富裕系数）。
根据所述的测定聚合物锂离子电池注液量的方法，聚合物锂离子电池包括叠片工艺和卷绕工艺制作的锂离子电池，步骤电解液浸泡过程在干燥环境中进行。
根据所述的测定聚合物锂离子电池注液量的方法，步骤中的挤液夹板包括挤液上夹板和挤液下夹板两部分，挤液下夹板带有电芯挡块，两夹板与水平面之间角度为5-80度。
根据所述的测定聚合物锂离子电池注液量的方法，两夹板与水平面之间角度15-40度。
根据所述的测定聚合物锂离子电池注液量的方法，步骤中的两夹板之间的面压力为0.2-2kg.cm-2。
根据所述的测定聚合物锂离子电池注液量的方法，步骤中施压方式为压缩气推动气缸施压或伺服电机施压。
根据所述的测定聚合物锂离子电池注液量的方法，步骤电解液富裕系数5%-15%。
附图说明
图1为电芯挤液下压板及其底座、支撑架主视图。
图2为电芯挤液下压板及其底座、支撑架侧视图。
图3为电芯挤液下压板及其底座、支撑架俯视图。
图4为电芯挤液上压板示意图。
附图中：101、挤液下夹板；102、电芯挡块；103、装置底座；104、装置支撑架; 201、上夹板座；202、挤液上夹板。
具体实施方式
本发明的步骤简单介绍如下。
在干燥房中先将聚合物电芯完全浸没于盛有电解液的容器中，并将容器连同电芯一起放入真空箱里，抽、破真空加速电芯吸液，待电芯充分吸液后取出电芯，放到两夹板之间，并对两夹板之间的电芯施加一定的面压力，使电芯中多余的电解液被挤出。称量浸泡前和挤液后电芯的重量，两者之差即为电芯吸液量。
下面以20Ah磷酸铁锂聚合物电池为例，说明通过本专利方法测定聚合物锂离子电池电芯吸液量的步骤及计算最终电池注液量的方法。聚合物电池型号为HTPN07140200-20Ah-3.6V。
实施例1
 称量浸泡前电芯重量为m1=372.5g。
 在干燥房中将20Ah磷酸铁锂聚合物电芯完全浸没于盛有电解液的容器中，并将容器连同电芯一起放入真空箱里，抽真空10分钟后破去真空，以后每5分钟抽、破真空一次。
 电芯吸液2小时后，用镊子将电芯取出，放到两挤液夹板之间，并通过压缩气驱动气缸，对两夹板之间的电芯施加压力。调节气缸进气减压阀，使电芯所受的面压力逐渐增大到0.5 kg.cm-2，将电芯中多余的电解液挤出。
 称量挤液后电芯的重量m2=477.3g。
 电芯吸液量=m2-m1=104.8g。
 电池注液量=电芯吸液量*（1+电解液富裕系数）=115.3g
实施例2
 称量浸泡前电芯重量为m1=372.9g。
 在干燥房中将20Ah磷酸铁锂聚合物电芯完全浸没于盛有电解液的容器中，并将容器连同电芯一起放入真空箱里，抽真空10分钟后破去真空，以后每5分钟抽、破真空一次。
 电芯吸液2小时后，用镊子将电芯取出，放到两挤液夹板之间，并通过压缩气驱动气缸，对两夹板之间的电芯施加压力。调节气缸进气减压阀，使电芯所受的面压力逐渐增大到1 kg.cm-2，将电芯中多余的电解液挤出。
 称量挤液后电芯的重量m2=468.2g。
 电芯吸液量=m2-m1=95.3g。
 电池注液量=电芯吸液量*（1+电解液富裕系数）=104.8g。
实施例3
 称量浸泡前电芯重量为m1=372.3g。
 在干燥房中将20Ah磷酸铁锂聚合物电芯完全浸没于盛有电解液的容器中，并将容器连同电芯一起放入真空箱里，抽真空10分钟后破去真空，以后每5分钟抽、破真空一次。
 电芯吸液2小时后，用镊子将电芯取出，放到两挤液夹板之间，并通过压缩气驱动气缸，对两夹板之间的电芯施加压力。调节气缸进气减压阀，使电芯所受的面压力逐渐增大到1.5 kg.cm-2，将电芯中多余的电解液挤出。
 称量挤液后电芯的重量m2=462.0g。
 电芯吸液量=m2-m1=89.7g。
 电池注液量=电芯吸液量*（1+电解液富裕系数）=98.7g。
实施例4
 称量浸泡前电芯重量为m1=372.6g。
 在干燥房中将20Ah磷酸铁锂聚合物电芯完全浸没于盛有电解液的容器中，并将容器连同电芯一起放入真空箱里，抽真空10分钟后破去真空，以后每5分钟抽、破真空一次。
 电芯吸液2小时后，用镊子将电芯取出，放到两挤液夹板之间，并通过压缩气驱动气缸，对两夹板之间的电芯施加压力。调节气缸进气减压阀，使电芯所受的面压力逐渐增大到2 kg.cm-2，将电芯中多余的电解液挤出。
 称量挤液后电芯的重量m2=458.8g。
 电芯吸液量=m2-m1=86.2g。
 电池注液量=电芯吸液量*（1+电解液富裕系数）=94.8g。
以上实施例挤液后电芯干湿情况及制作的电池化成后解剖电芯干湿情况结果列于下表。
从表结果可以看出，实施例中所使用的20Ah磷酸铁锂聚合物电池最佳注液量应该在104.8g左右，具体注液量选取以各公司所希望电池电解液富裕程度而定。

Claims (7)

1.一种测定聚合物锂离子电池注液量的方法，其特征在于：本方法通过电解液浸泡实验测定聚合物锂离子电池电芯的吸液量，具体步骤如下：
 取尚未浸液的电芯，称量浸泡前电芯重量为m1；
 在干燥房中将聚合物电芯完全浸没于盛有电解液的容器中，并将容器连同电芯一起放入真空箱里，通过抽、破真空方式加速电芯吸液；
 电芯吸液完成后，用镊子将电芯取出，放到两挤液夹板之间，并用对两夹板之间的电芯施加面压力，使电芯中多余的电解液被挤出；
 称量挤液后电芯的重量m2；
 计算得到电芯吸液量M=m2-m1；
 计算得到电池注液量=M *（1+电解液富裕系数）。
2.根据权利要求1所述的测定聚合物锂离子电池注液量的方法，其特征在于：所述的聚合物锂离子电池包括叠片工艺和卷绕工艺制作的锂离子电池，步骤电解液浸泡过程在干燥环境中进行。
3.根据权利要求1所述的测定聚合物锂离子电池注液量的方法，其特征在于：所述的步骤中的挤液夹板包括挤液上夹板（202）和挤液下夹板（101）两部分，挤液下夹板（101）带有电芯挡块（102），两夹板与水平面之间角度为5-80度。
4.根据权利要求3所述的测定聚合物锂离子电池注液量的方法，其特征在于：所述的两夹板与水平面之间角度15-40度。
5.根据权利要求1所述的测定聚合物锂离子电池注液量的方法，其特征在于：所述的步骤中的两夹板之间的面压力为0.2-2kg.cm-2。
6.根据权利要求1所述的测定聚合物锂离子电池注液量的方法，其特征在于：所述的步骤中施压方式为压缩气推动气缸施压或伺服电机施压。
7.根据权利要求1所述的测定聚合物锂离子电池注液量的方法，其特征在于：所述的步骤电解液富裕系数5%-15%。
CN201410815036.5A 2014-12-25 2014-12-25 一种测定聚合物锂离子电池注液量的方法 Pending CN104617346A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410815036.5A CN104617346A (zh) 2014-12-25 2014-12-25 一种测定聚合物锂离子电池注液量的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410815036.5A CN104617346A (zh) 2014-12-25 2014-12-25 一种测定聚合物锂离子电池注液量的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104617346A true CN104617346A (zh) 2015-05-13

Family

ID=53151697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410815036.5A Pending CN104617346A (zh) 2014-12-25 2014-12-25 一种测定聚合物锂离子电池注液量的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104617346A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106159346A (zh) * 2016-09-29 2016-11-23 东莞市振华新能源科技有限公司 一种锂离子电池注液量的计算方法
CN106595823A (zh) * 2016-12-03 2017-04-26 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池最大注液量快速评测方法
CN108387478A (zh) * 2017-05-18 2018-08-10 惠州市宙邦化工有限公司 一种吸液测试方法及装置
CN109682448A (zh) * 2018-12-26 2019-04-26 江苏双登富朗特新能源有限公司 锂离子电池注液量计算方法
CN111785910A (zh) * 2020-08-11 2020-10-16 天津市捷威动力工业有限公司 一种确定锂离子电池注液量的方法
CN112448041A (zh) * 2020-11-30 2021-03-05 珠海冠宇电池股份有限公司 一种软包锂离子电池的生产方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1705147A (zh) * 2004-06-01 2005-12-07 肇庆市风华锂电池有限公司 电池极片加压注液法及其加压注液装置
US20100253288A1 (en) * 2005-11-07 2010-10-07 David Cassidy Lithium polymer battery powered intravenous fluid warmer
CN101944585A (zh) * 2010-08-23 2011-01-12 八叶(厦门)新能源科技有限公司 一种锂电池的注液方法
CN102496690A (zh) * 2011-12-21 2012-06-13 天津市捷威动力工业有限公司 一种确定动力电池注液量的方法
CN103762385A (zh) * 2014-01-26 2014-04-30 宁德新能源科技有限公司 锂电池化成方法
CN103872381A (zh) * 2012-12-17 2014-06-18 北汽福田汽车股份有限公司 一种动力电池的注液静置方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1705147A (zh) * 2004-06-01 2005-12-07 肇庆市风华锂电池有限公司 电池极片加压注液法及其加压注液装置
US20100253288A1 (en) * 2005-11-07 2010-10-07 David Cassidy Lithium polymer battery powered intravenous fluid warmer
CN101944585A (zh) * 2010-08-23 2011-01-12 八叶(厦门)新能源科技有限公司 一种锂电池的注液方法
CN102496690A (zh) * 2011-12-21 2012-06-13 天津市捷威动力工业有限公司 一种确定动力电池注液量的方法
CN103872381A (zh) * 2012-12-17 2014-06-18 北汽福田汽车股份有限公司 一种动力电池的注液静置方法
CN103762385A (zh) * 2014-01-26 2014-04-30 宁德新能源科技有限公司 锂电池化成方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106159346A (zh) * 2016-09-29 2016-11-23 东莞市振华新能源科技有限公司 一种锂离子电池注液量的计算方法
CN106595823A (zh) * 2016-12-03 2017-04-26 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池最大注液量快速评测方法
CN106595823B (zh) * 2016-12-03 2019-03-01 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池最大注液量快速评测方法
CN108387478A (zh) * 2017-05-18 2018-08-10 惠州市宙邦化工有限公司 一种吸液测试方法及装置
CN109682448A (zh) * 2018-12-26 2019-04-26 江苏双登富朗特新能源有限公司 锂离子电池注液量计算方法
CN111785910A (zh) * 2020-08-11 2020-10-16 天津市捷威动力工业有限公司 一种确定锂离子电池注液量的方法
CN111785910B (zh) * 2020-08-11 2022-10-21 天津市捷威动力工业有限公司 一种确定锂离子电池注液量的方法
CN112448041A (zh) * 2020-11-30 2021-03-05 珠海冠宇电池股份有限公司 一种软包锂离子电池的生产方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104617346A (zh) 一种测定聚合物锂离子电池注液量的方法
CN105787140A (zh) 确定软包装锂离子电池电解液保有量和注液量的方法
CN105633473A (zh) 一种控制软包钛酸锂锂离子电池保液量一致性的方法
CN108152751A (zh) 一种锂离子电池电芯吸液量测试装置及方法
CN106595823B (zh) 一种锂离子电池最大注液量快速评测方法
CN111063857A (zh) 一种锂离子软包动力电池注液后静置装置及其静置方法
CN108539278A (zh) 一种软包电池制造夹具、软包电池注液方法及制备方法
CN204289555U (zh) 电池包外壳
CN209217133U (zh) 一种新型铝壳锂电池气动封口夹具
CN204289626U (zh) 一种提高聚合物锂电池单位面积容量的模具
CN204067484U (zh) 一种蓄电池加酸用酸量检验装置
CN214898621U (zh) 一种电池盖板、盖板及电池模组
CN103337666A (zh) 一种锂离子电池软包电芯封装方法、电芯和电池
CN205828459U (zh) 一种试验用的单体电池盒
CN211789117U (zh) 电池排气装置及电池封装系统
CN204088518U (zh) 一种蓄电池用自动调液面装置
CN208142299U (zh) 一种简易新型铅酸电池极群入槽机
CN113161656A (zh) 一种电池盖板、盖板及电池注液方法
CN208385538U (zh) 一种用于扣式锂二次电池制作的真空压平装置
CN108023129A (zh) 一种聚合物锂离子电池快速活化方法
CN112665693A (zh) 一种锂离子电池中游离态电解液质量的测定方法
CN202678420U (zh) 软包装锂离子电池
CN206362494U (zh) 一种电池气密性检测用的密封胶垫
CN205723759U (zh) 电池电解液灌装装置
CN111740168A (zh) 一种电池的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150513

RJ01 Rejection of invention patent application after publication