CN105911115A - 一种锂电池极片水分的检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池极片水分检测装置及其检测方法，该装置包括手套箱，所述手套箱的内部设有取样台、电子称和至少两个用于放置极片样品的测试瓶；所述测试瓶分别连接有导管与干燥气管，所述导管的一端与测试瓶连接、另一端与反应器连接；所述反应器通过电线与测试仪连接。本发明通过打孔器在卷芯不同位置进行打孔取样保证待测极片取样大小均一性及多样性，同时多组并联的测试瓶对卷芯不同位置极片进行测试，水分测试仪计算出极片的平均值。这种方法取样大小一致，操作简单，能够直接检测出卷芯不同位置的水分平均值，对锂电池极片水分检测更为精准，而且更容易调整质量把控标准，可广泛推广。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂电池极片水分的检测装置及其检测方法。
背景技术
在锂离子电池的制造过程中，来源于空气、原材料、人体、包装物等水分是必须严格控制的，因为水分偏大将会导致锂电池产生胀气、容量低、内阻大、循环寿命低等隐患，因此准确的检测电池极片水分尤为重要。
目前大部分极片测试方法主要是在干燥房内通过水分测试仪对随机选取的待测极片进行水分测试，该方法极片选取单一，且不能准确测出极片水分；另外，在干燥房内操作仍会对水分测试产生影响造成测试不准确。故目前急需寻找一种准确、简单、有效的极片水分测试方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂电池极片水分的检测装置及其检测方法，实现对锂电池极片水分的定量检测。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种锂电池极片水分的检测方法的检测装置，包括手套箱，所述手套箱的内部设有取样台、电子称和至少两个用于放置极片样品的测试瓶；所述测试瓶分别连接有导管与干燥气管，所述导管的一端与测试瓶连接、另一端与反应器连接；所述反应器通过电线与测试仪连接。
进一步方案，所述取样台的上端安装有打孔器，所述打孔器通过气缸与手套箱的顶端连接。
更进一步方案，所述气缸通过固定板与手套箱的顶端连接，气缸的活塞端与打孔器连接。
所述反应器内设有导电试剂和正电极、负电极，所述正电极、负电极的底端均浸于所述的试剂内导电，正电极、负电极的顶端分别通过电线与测试仪连接；所述导管(24)的底端位于试剂的底部。
所述试剂为碘、二氧化硫、吡啶及甲醇按照质量比为1:1:3:1配成的混合溶液。
所述干燥气管上设置有用于调节干燥气体流量的调节阀。
本发明的另一个发明目的是提供采用上述检测装置对锂电池极片水分进行检测的检测方法，包括如下步骤：
（1）采用打孔器从卷芯的不同位置进行打孔，得到至少两个极片样品；
（2）将极片样品分别放置于电子称中对其进行称重；
（3）将极片样品分别放置于测试瓶中，并通过打开调节阀向测试瓶中通入干燥气体，从而将测试瓶内的极片样品中所含的水分导入反应器中进行化学反应；
（4）化学反应过程中因电解产生的电量通过电线传输给水分测试仪，反应结束后水分测试仪(3)通过反应器中所产生的电量来计算出所有极片样品中水分的总质量；
(5)水分测试仪通过极片样品总质量及水分总质量计算出锂电池极片的平均水分值。
进一步方案，所述步骤中对极片样品所称重的数值通过显示面板输入水分测试仪中。
所述反应器内装有试剂，所述试剂为碘、二氧化硫、吡啶及甲醇按照质量比为1:1:3:1配成的混合溶液；所述水分测试仪通过电线分别与浸于试剂内的正电极、负电极连接而导电。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
（1）本发明通过打孔器在电池极片卷芯上的不同位置进行打孔取样，以保证待测的极片样取样大小均一性及多样性。
（2）本发明同时采用至少两个并联的测试瓶对取自电池极片卷芯不同位置上的极片样品进行测试，从而对锂电池极片水分检测更为精准，而且更容易调整质量把控标准。
（3）本发明的取样及检测过程均在手套箱内进行，杜绝检测过程中极片吸水，保证检测准确性。
（4）本发明通过向测试瓶中通入干燥气体，而将测试瓶内的极片样品中所含的水分导入反应器中进行化学反应；由于测试仪是通过试剂和正电极、负电极接触并导电的，所以测试瓶中化学反应电解产生的电量通过电线传输给测试仪，然后通过反应结束后测试仪通过反应器中所产生的电量来计算出极片样品中水分总质量。
（5）本发明可将待测的极片样品称重的重量通过显示面板输入测试仪中，然后通过测试仪测出极片样品中水分而得出待测极片中平均含水量，测试结果准确。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-手套箱，11-取样台，12-卷芯，13-打孔器，14-气缸，15-固定板，16-电子称，17-干燥气管，18-测试瓶，19-极片样品；2-反应器，21-试剂，22-正电极，23-负电极，24-导管；3-水分测试仪，31-显示面板，32-电线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步介绍。
实施例1：
如图1所示，一种用于测试锂电池极片水分的检测装置，包括手套箱1，所述手套箱1的内部设有取样台11、电子称16和至少两个用于放置极片样品19的测试瓶18；所述测试瓶18分别连接有导管24与干燥气管17，所述导管24的一端与测试瓶18连接、另一端与反应器2连接；所述反应器2通过电线32与测试仪3连接。
进一步方案，所述取样台11的上端安装有打孔器13，所述打孔器13通过气缸14与手套箱1的顶端连接。
更进一步方案，所述气缸14通过固定板15与手套箱1的顶端连接，气缸14的活塞端与打孔器13连接。
所述反应器2内设有导电试剂21和正电极22、负电极23，所述正电极22、负电极23的底端均浸于所述的试剂21内导电，正电极22、负电极23的顶端分别通过电线32与测试仪3连接；所述导管24的底端位于试剂21的底部。
所述试剂21为碘、二氧化硫、吡啶及甲醇按照质量比为1:1:3:1配成的混合溶液。
所述干燥气管17上设置有用于调节干燥气体流量的调节阀。
测试过程为：在干燥环境下，取1个完成烘烤作业的卷芯12放置于取样台11上，操作气缸14，使其推动打孔器13下降并对卷芯12进行打孔取样得到四个极片样品19；然后将极片样品19分别进行称重后放置于测试瓶18中；装有极片样品19的测试瓶18分别连接有干燥气管17和导管24，通过干燥气管17向四个测试瓶18内导入干燥气体，并可通过调节阀来控制干燥气体的流量；极片样品19中所含的水分则通过导管24导入反应器2中的试剂21中与试剂进行反应，因化学反应电解产生的电量通过电线传输给测试仪，然后通过反应结束后测试仪通过反应器中所产生的电量来计算出极片样品中水分总质量。最后将待测的极片样品19称重的重量通过显示面板32输入测试仪3中，然后通过测试仪3测出极片样品中水分而得出待测极片中平均含水量。
实施例2：
如图1所示，采用上述检测装置对锂电池极片中的水分进行检测的方法，包括如下步骤：
（1）采用打孔器13从卷芯12的不同位置进行打孔，得到至少两个极片样品19；
（2）将极片样品19分别放置于电子称16中对其进行称重；
（3）将极片样品19分别放置于测试瓶18中，并通过打开调节阀25向测试瓶18中通入干燥气体，从而将测试瓶18内的极片样品19中所含的水分导入反应器2中进行化学反应；
（4）化学反应过程中因电解产生的电量通过电线32传输给水分测试仪3，反应结束后水分测试仪3通过反应器2中所产生的电量来计算出所有极片样品19中水分的总质量；
(5)水分测试仪3通过极片样品总质量及水分总质量计算出锂电池极片的平均水分值。
进一步方案，所述步骤2中对极片样品19所称重的数值通过显示面板31输入水分测试仪3中。
所述反应器2内装有试剂21，所述试剂21为碘、二氧化硫、吡啶及甲醇按照质量比为1:1:3:1配成的混合溶液；所述水分测试仪3通过电线32分别与浸于试剂21内的正电极22、负电极23连接而导电。
实施例3：
在干燥环境下，取1个完成烘烤作业的卷芯进行取样，取得25份极片样品并称重，其中5份样品按照现有方法，直接在干燥房内通过水分测试仪对极片样品进行水分测试，测试结果如表一所示；另外20份样品随机分为五组，每组4份样品，采用本发明的检测装置分别对5组进行水分测试，测试结果如表二所示：
表一 通过水分测试仪直接检测的单个样品水分值
表二 通过本发明检测装置检测的单个样品水分值
对比表一、二可知，表一是采用水分测试仪测试的，其测试结果波动较大，测试结果不准确；表二是采用本发明的检测装置对样品进行水分测试，其测试结果一致性较好，结果准确。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种锂电池极片水分的检测装置，其特征在于：包括手套箱(1)，所述手套箱(1)的内部设有取样台(11)、电子称(16)和至少两个用于放置极片样品(19)的测试瓶(18)；所述测试瓶(18)分别连接有导管(24)与干燥气管（17），所述导管(24)的一端与测试瓶(18)连接、另一端与反应器（2）连接；所述反应器（2）通过电线（32）与水分测试仪（3）连接。
2.根据权利要求1所述一种用于测试锂电池极片水分的检测装置，其特征在于：所述取样台(11)的上端安装有打孔器(13)，所述打孔器(13)通过气缸（14）与手套箱(1)的顶端连接。
3.根据权利要求2所述一种用于测试锂电池极片水分的检测装置，其特征在于：所述气缸（14）通过固定板（15）与手套箱(1)的顶端连接，气缸（14）的活塞端与打孔器(13)连接。
4.根据权利要求1所述一种用于测试锂电池极片水分的检测装置，其特征在于：所述反应器(2)内设有导电试剂(21)和正电极(22)、负电极(23)，所述正电极(22)、负电极(23)的底端均浸于所述的试剂(21)内导电，正电极(22)、负电极(23)的顶端分别通过电线（32）与水分测试仪（3）连接；所述导管(24)的底端位于试剂(21)的底部。
5.根据权利要求1所述一种用于测试锂电池极片水分的检测装置，其特征在于：所述干燥气管（17）上设置有用于调节干燥气体流量的调节阀。
6.一种采用如权利要求1所述的检测装置对锂电池极片水分进行检测的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）采用打孔器(13)从卷芯(12)的不同位置进行打孔，得到至少两个极片样品(19)；（2）将极片样品(19)分别放置于电子称(16)中对其进行称重；
（3）将极片样品(19)分别放置于测试瓶(18)中，并通过打开调节阀(25)向测试瓶(18)中通入干燥气体，从而将测试瓶(18)内的极片样品(19)中所含的水分导入反应器(2)中进行化学反应；
（4）化学反应过程中因电解产生的电量通过电线(32)传输给水分测试仪（3），反应结束后水分测试仪(3)通过反应器(2)中所产生的电量来计算出所有极片样品(19)中水分的总质量；
(5)水分测试仪(3)通过极片样品总质量及水分总质量计算出锂电池极片的平均水分值。
7.根据权利要求6所述的一种锂电池极片水分的检测方法，其特征在于：所述步骤（2）中对极片样品(19)所称重的数值通过显示面板(31)输入水分测试仪（3）中。
8.根据权利要求6所述的一种锂电池极片水分的检测方法，其特征在于：所述反应器(2)内装有试剂(21)，所述试剂(21)为碘、二氧化硫、吡啶及甲醇按照质量比为1:1:3:1配成的混合溶液；所述水分测试仪（3）通过电线（32）分别与浸于试剂(21)内的正电极(22)、负电极(23)连接而导电。
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