CN107505573A - 一种判别锂电池内部负极片掉料的方法 - Google Patents

一种判别锂电池内部负极片掉料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种判别锂电池内部负极片掉料的方法，包括以下步骤：① 先对锂电池进行首次预充充电，然后测试已首次预充充电的锂电池的交流内阻，并记录为内阻1；② 对①中已进行首次预充充电的锂电池进行三次循环充放电，三次循环充电结束后，测试电池交流内阻，并记录为内阻2；③ 计算出内阻差，并通过比较内阻差与标准内阻差判定锂电池内部负极片是否掉料，即内阻差≧标准内阻差，可判定电池掉料。本发明的优点是无需拆解锂电池，即可快速判别锂电池内部负极片是否掉料，即可在不拆解锂电池的情况下区分正常锂电池与内部负极掉料锂电池，易于操作，该方法简单有效，同时能节省大量的时间，提高工作效率。

Description

一种判别锂电池内部负极片掉料的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及到一种判别锂电池内部负极片掉料的方法。
背景技术
锂离子电池由于其大的比能量、高的工作电压、长的循环寿命、无记忆效应及绿色安全等优点，现已广泛的应用于便携计算机、便携音乐播放器、移动电话等数码和通讯产品中。今年来在电动车、航天卫星、武器装备、电动工具以及各种储能装置领域的应用也显示出良好的前景。
锂电池在装配过程中不可避免地出现掉料、掉粉现象，由于负极料与铜箔粘附力相对较小，负极料更容易发生从箔材掉料情况。目前判定电池内部是否掉料，需通过电池拆解进行观测。
锂离子电池的充电过程，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，伴随着电池内部锂离子从正极脱嵌，在负极表面插入。负极为特殊分子结构的碳，锂离子插入负极分子排列呈片层结构的碳中。由于电池内部负极掉料，当电池在充电过程中，锂离子没有片层结构的碳层可以插入，在裸露铜箔表面会形成金属锂离子沉积，沉积锂离子首先在铜箔表面发生还原反应，破坏铜箔表面氧化保护层；相应的，负极电位降低，铜箔集流体承担的电位较低，电解液必然在铜箔集流体的裸露表面发生还原反应，易导致电解液和没有氧化层的铜箔直接接触，铜箔负极腐蚀断裂。宏观表现为，内部负极掉料电池经过多次充电后，负极在掉料区域断片，内阻会显著升高。利用上述原理，本发明提供一种挑选掉料电池的方案，可在不拆解电池的情况下区分正常电池与内部负极掉料电池。
发明内容
本发明的目的是提供一种判别锂电池内部负极片掉料的方法，采用该方法，无需拆解锂电池，即可快速判别锂电池内部负极片是否掉料，即可在不拆解锂电本发明采用的技术方案如下：
一种判别锂电池内部负极片掉料的方法，包括以下步骤：
① 先对锂电池进行首次预充充电，然后测试已首次预充充电的锂电池的交流内阻，并记录为内阻1；
② 对①中已进行首次预充充电的锂电池进行三次循环充放电，三次循环充电结束后，测试电池交流内阻，并记录为内阻2；
③ 计算出内阻差，并通过比较内阻差与标准内阻差判定锂电池内部负极片是否掉料，
即内阻差≧标准内阻差，可判定电池掉料；
其中，内阻差通过下述公式计算，
内阻差=内阻2-内阻1。
优选的，所述步骤①中的首次预充充电放电制式为0.2C恒流恒压充电至4.2V，截止电压0.01C。
优选的，所述步骤②中三次循环充放电制式均为0.5C放电至3.0V，0.5C恒流恒压充电至4.2V，截止电压0.01C。
本发明的优点在于：采用该方法，无需拆解锂电池，即可快速判别锂电池内部负极片是否掉料，即可在不拆解锂电池的情况下区分正常锂电池与内部负极掉料锂电池，该方法较传统的拆解进行观测的方法更易于操作，简单有效，同时能节省大量的时间，提高工作效率。
附图说明
图1为实施例1三次循环后C体系的拆解后的正常锂电池的示意图。
图2为实施例1三次循环后C体系的拆解后的内部负极片掉料锂电池的示意图。
图3为实施例1三次循环后C体系的正常锂电池组和内部负极片掉料锂电池组的内阻1、内阻2以及内阻差的测试数据图。
图4为实施例2三次循环后A体系的拆解后的正常锂电池的示意图。
图5为实施例2三次循环后A体系的拆解后的内部负极片掉料锂电池的示意图。
图6为实施例2三次循环后A体系的正常锂电池组和内部负极片掉料锂电池组的内阻1、内阻2以及内阻差的测试数据图。
具体实施方式
下面对本发明一种判别锂电池内部负极片掉料的方法作进一步详细描述。
实施例1
本实施例提供一种判别锂电池内部负极片掉料的方法，包括以下步骤：
① 模拟制备了型号18650，容量2150mAh的C体系的正常锂电池组和内部负极片掉料锂电池组，各组中均包含10小组；
② 对步骤1中的两组锂电池组组均进行首次预充充电，充电放电制式为：
0.2C恒流恒压充电至4.2V，截止电压0.01C；
然后，测试锂电池组交流内阻，并记做内阻1；
③ 对②中已首次预充充电的锂电池组进行三次循环充放电；
三次循环充放电制式为：
⑴ 0.5C放电至3.0V，0.5C恒流恒压充电至4.2V，截止电压0.01C；
⑵ 0.5C放电至3.0V，0.5C恒流恒压充电至4.2V，截止电压0.01C；
⑶ 0.5C放电至3.0V，0.5C恒流恒压充电至4.2V，截止电压0.01C；
三次循环充放电结束后，
测试锂电池组交流内阻，并记做内阻2；
④ 通过计算内阻差并判断锂电池组内部负极片是否掉料，并采用传统方法拆解锂电池组，判断锂电池内部负极片是否掉料。
判别结果分析：通过计算其中一组正常锂电池的内阻差≦标准内阻差，判定为正常；
通过计算其中一组内部负极片掉料锂电池的内阻差≧标准内阻差，判定为内部负极掉料；
通过拆解锂电池正常锂电池如图1；内部负极片掉料锂电池如图2 ；
对照，发现通过计算内阻差判定的结果与拆解锂电池观测的结果一致。
⑤ 整体分析正常锂电池组和内部负极片掉料锂电池组各自的10小组的内阻差和内阻标准差，根据图3测试的数据分析，正常组电池中，10小组的内阻差均小于等于标准内阻差，可判定为正常电池；内部负极片掉料锂电池中，10小组的内阻差均大于标准内阻差，可可判定为内部负极片掉料锂电池，验证结果均与事实相符合。
实施例2
本实施例提供一种判别锂电池内部负极片掉料的方法，包括以下步骤：
① 模拟制备了型号18650，容量2400mAh的A体系的正常锂电池组和内部负极片掉料锂电池组，各组中均包含10小组；
② 对步骤1中的两组锂电池组组均进行首次预充充电，充电放电制式为：
0.2C恒流恒压充电至4.2V，截止电压0.01C；
然后，测试锂电池组交流内阻，并记做内阻1；
③ 对②中已首次预充充电的锂电池组进行三次循环充放电；
三次循环充放电制式为：
⑴ 0.5C放电至3.0V，0.5C恒流恒压充电至4.2V，截止电压0.01C；
⑵ 0.5C放电至3.0V，0.5C恒流恒压充电至4.2V，截止电压0.01C；
⑶ 0.5C放电至3.0V，0.5C恒流恒压充电至4.2V，截止电压0.01C；
三次循环充放电结束后，
测试锂电池组交流内阻，并记做内阻2；
④ 通过计算内阻差并判断锂电池组内部负极片是否掉料，并采用传统方法拆解锂电池组，判断锂电池内部负极片是否掉料。
判别结果分析：通过计算其中一组正常锂电池的内阻差≦标准内阻差，判定为正常；
通过计算其中一组内部负极片掉料锂电池的内阻差≧标准内阻差，判定为内部负极掉料；
通过拆解锂电池正常锂电池如图4；内部负极片掉料锂电池如图5 ；
对照，发现通过计算内阻差判定的结果与拆解锂电池观测的结果一致。
⑤ 整体分析正常锂电池组和内部负极片掉料锂电池组各自的10小组的内阻差和内阻标准差，根据图6测试的数据分析，正常组电池中，10小组的内阻差均小于等于标准内阻差，可判定为正常电池；内部负极片掉料锂电池中，10小组的内阻差均大于标准内阻差，可可判定为内部负极片掉料锂电池，验证结果均与事实相符合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种判别锂电池内部负极片掉料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
① 先对锂电池进行首次预充充电，然后测试已首次预充充电的锂电池的交流内阻，并记录为内阻1；
② 对①中已进行首次预充充电的锂电池进行三次循环充放电，三次循环充电结束后，测试电池交流内阻，并记录为内阻2；
③ 计算出内阻差，并通过比较内阻差与标准内阻差判定锂电池内部负极片是否掉料，
即内阻差≧标准内阻差，可判定电池掉料；
其中，内阻差通过下述公式计算，
内阻差=内阻2-内阻1。
2.根据权利要求1所述的一种判别锂电池内部负极片掉料的方法，其特征在于：所述步骤①中的首次预充充电放电制式为0.2C恒流恒压充电至4.2V，截止电压0.01C。
3.根据权利要求1所述的一种判别锂电池内部负极片掉料的方法，其特征在于：所述步骤②中三次循环充放电制式均为0.5C放电至3.0V，0.5C恒流恒压充电至4.2V，截止电压0.01C。
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