CN108152751A - 一种锂离子电池电芯吸液量测试装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种锂离子电池电芯吸液量测试装置及方法，其特征在于，检测装置包括：密封容器底座，密封容器上盖，滑动支撑柱，横梁，数显电子称，夹头，容器，数显热电偶，加热装置，通气孔，真空压力表。产品开发过程中可快速测试电池电芯吸液量，避免浪费或不足。可较简单的测试出电池电芯吸液工艺参数，可对批量生产参数控制提供依据。可快速测试出电解液与电芯吸收电解液能力的匹配性。

Description

一种锂离子电池电芯吸液量测试装置及方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池电芯吸液量测试方法及装置。
背景技术
由于锂离子电池具有能量密度高、自放电小、循环性能优越等优点，锂离子电池广泛应用于备用电源、储能设备、电动汽车、电动自行车、电动工具中。锂电池主要有正极、负极、隔膜、电解液及外壳5部分组成。电池电芯的吸液能力受多种因素影响，包括正负极材料表面特性，隔膜吸液特性，电解液本身的浸润性等，电池电芯匹配电解液的量直接影响电池的内阻、容量、循环等电性能。在对锂电池各种材料匹配性开发时，注液量过多会导致电池产气大，成本增加，注液量少会导致电池内阻偏高，电池后期循环性能差，因此电池电芯吸液量的确定非常关键。
发明内容
本发明提供一种锂离子电池电芯吸液量测试方法及装置，制作一套电池电芯吸液测试装置，采用控制温度、抽真空、加压等方法，进行工艺的匹配性实验。可以快速实验出更好注液工艺及确定更合适的注液量。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种锂离子电池电芯吸液量测试装置，包括机壳，所述机壳包括相互卡和的底座和上盖，所述底座中间设有数显电子称，所述数显电子称5上面放有用于盛放电解液的容器，所述数显电子称的两侧设有滑动支撑柱，所述滑动支撑柱的上端设有可沿滑动支柱上下移动的横梁，所述数显电子称一侧的滑动支撑柱上设有数显热电偶，所述数显热电偶检测端浸入电解液，所述横梁上设有多组用于固定电芯的夹头，所述底座上设有通气孔11可进行加压或抽真空，所述上盖上端连接一真空压力表。
进一步的，所述夹头的数量为1-3组。
进一步的，所述滑动支撑柱两侧均设有加热装置。
一种根据上述权利要求所述的一种锂离子电池电芯吸液量测试装置的测试方法其特征在于，所述测试方法步骤如下：
1）待测电芯进行烘烤后，通过夹头夹住电芯正极耳，进行固定，电芯数量1~3个；
2）容器内加入待测电解液，并调整好数显电子秤，并做好数据记录电解液的重量m1；
3）打开加热装置，温度设置范围在20~60℃；
4）密封容器上盖与密封容器底座进行扣紧密封，并通过通气孔通入干燥气体；
5）待数显热电偶显示温度达到设定温度时，进行抽真空。待真空度达到-0.08~-0.1MPa时持续抽真空3~5分钟；
6）横梁自动沿着支撑柱下降，使电芯浸入到电解液中，然后破真空并通入干燥气体加压，压力控制在0.4~0.6MPa，加压保持时间为3~5分钟；
7）解除加压，内压恢复到大气压力，横梁上升，使电芯露出液面，再次抽真空，待真空度达到-0.08~-0.1MPa时持续抽真空3~5分钟；
8）重复6和7两步骤3~8次。每次横梁下降前记录数显电子称数据m2；
9）每只电芯吸液量为m=m1-m2/n，其中m1为初始电解液重量，m2为实验结束后，最终稳定的电解液重量，n为测试电芯的数量。
进一步的，所述干燥气体的含水量小于50ppm。
本发明的有益技术效果是:
1、产品开发过程中可快速测试电池电芯吸液量，避免浪费或不足。
2、可较简单的测试出电池电芯吸液工艺参数，可对批量生产参数控制提供依据。
3、可快速测试出电解液与电芯吸收电解液能力的匹配性。可进一步提高产品性能。
附图说明
图1：测试装置图
图2：电池电芯浸入点解液时的图
图中：密封容器底座1，密封容器上盖2，滑动支撑柱3，横梁4，数显电子称5，真空压力表6 ，夹头7，容器8，数显热电偶9，加热装置10，通气孔11。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明进行进一步说明。
加热装置10位于底座内两端，数显电子称5位于底座1中间，数显电子称5上面放有容器8，内部装有电解液。数显热电偶9固定在滑动支撑柱3上，数显热电偶9检测端浸入电解液，夹头7用于固定电芯，并连接固定横梁4上，横梁4可沿着滑动支撑立柱3进行自动上下滑动，密封容器上盖2和密封容器底座1可进行密封扣紧，并能承受内部压力，密封容器底座上含有一个通气孔11可进行加压或抽真空。密封容器上盖上端连接一真空压力表6。
以18650-1800-3.2V磷酸铁锂电池为例，所述测试方法步骤如下：
1）待测电芯进行烘烤后，通过夹头夹住电池电芯13正极耳，进行固定，电池电芯数量3个。如图1所示；
2）容器内加入待测电解液12，并调整好数显电子秤，并做好数据记录电解液的重量m1=168.25g；
3）打开加热装置，温度设置42℃；
4）密封容器上盖与密封容器底座进行扣紧密封，并通过通气孔通入干燥气体，干燥气体的水含量为30ppm；
5）待数显热电偶显示温度达到设定温度时，进行抽真空。待真空度达到-0.08~-0.1MPa时持续抽真空5分钟；
6）横梁自动沿着支撑柱下降，使电芯浸入到电解液中。然后破真空并通入干燥气体加压，压力控制在0.4MPa。加压保持时间为5分钟；如图2所示；
7）解除加压，内压恢复到大气压力，横梁上升，使电芯露出液面。再次抽真空，待真空度达到-0.08~-0.1MPa时持续抽真空5分钟；
8）重复6和7两步骤4次。每次横梁下降前记录数显电子称数据m2如表1所示。第3次和第4次吸液后的差距较小，取最终m2=151.09g；
表1 m2测试数据
测量次数 m2/g
1 157.19
2 153.73
3 151.10
4 151.09
9） 每只电芯吸液量为根据公式m=m1-m2/n=168.25-151.09/3=5.72g；
即该体系下电芯的吸液量为5.72g时为最佳值。

Claims (4)

1.一种锂离子电池电芯吸液量测试装置，包括机壳，所述机壳包括相互卡和的底座和上盖，所述底座中间设有数显电子称，所述数显电子称上面放有用于盛放电解液的容器，所述数显电子称的两侧设有滑动支撑柱，所述滑动支撑柱的上端设有可沿滑动支柱上下移动的横梁，所述数显电子称一侧的滑动支撑柱上设有数显热电偶，所述数显热电偶检测端浸入电解液，所述横梁上设有多组用于固定电芯的夹头，所述底座上设有通气孔可进行加压或抽真空，所述上盖上端连接一真空压力表。
2.根据权利要求1所述一种锂离子电池电芯吸液量测试装置，其特征在于，所述夹头的数量为1-3组。
3.一种根据上述权利要求所述的一种锂离子电池电芯吸液量测试装置的测试方法其特征在于，所述测试方法步骤如下：
S1.待测电芯进行烘烤后，通过夹头夹住电芯正极耳，进行固定，电芯数量1~3个；
S2.容器内加入待测电解液，并调整好数显电子秤，并做好数据记录电解液的重量m1；
S3.打开加热装置，温度设置范围在20~60℃；
S4.密封容器上盖与密封容器底座进行扣紧密封，并通过通气孔通入干燥气体；
S5.待数显热电偶显示温度达到设定温度时，进行抽真空；
待真空度达到-0.08~-0.1MPa时持续抽真空3~5分钟；
S6.横梁自动沿着支撑柱下降，使电芯浸入到电解液中，然后破真空并通入干燥气体加压，压力控制在0.4~0.6MPa，加压保持时间为3~5分钟；
S7.解除加压，内压恢复到大气压力，横梁上升，使电芯露出液面，再次抽真空，待真空度达到-0.08~-0.1MPa时持续抽真空3~5分钟；
S8.重复6和7两步骤3~8次；
每次横梁下降前记录数显电子称数据m2；
S9.每只电芯吸液量为m=m1-m2/n，其中m1为初始电解液重量，m2为实验结束后，最终稳定的电解液重量，n为测试电芯的数量。
4.一种锂离子电池电芯吸液量测试方法，，所述干燥气体的含水量小于50ppm。
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