CN108226031A - 一种锂离子电池极片附着力的检测方法 - Google Patents

一种锂离子电池极片附着力的检测方法 Download PDF

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赵挺
李翔
王�琦
王雅丹
梁亚杰
杨容
樊腾飞
卢世刚
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Abstract

一种锂离子电池极片附着力的检测方法，包括如下步骤：首先将待检测极片在液体中浸泡，将浸泡后的极片铺平，通过一定面积的介质垂直于极片方向施加并保持一定的压力，沿与极片平行的方向对介质施加稳定增加的拉力，记录开始突然减小时的拉力F；根据极片粉体材料与基材的分离情况以及F的大小，判断极片附着力。本发明适用于锂离子电池极片附着力的检测，可快速准确测试锂离子电池极片粉体材料与基材的附着力。

Description

一种锂离子电池极片附着力的检测方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池极片附着力的检测方法。
背景技术
近年来，随着对不可再生能源危机和环境保护的重视，人们选用电池动力汽车将成为一种发展趋势。绿色环保的锂离子电池是电动汽车的重要组成部分，电池的开发和生产是制约整个电动汽车行业发展的重要因素。
由于锂离子电池中的极片涂层附着力对锂电池性能有至关重要的影响，直接影响着锂电池的内阻和循环寿命等，因此电池研发和生产中需要对极片进行附着力测试。
目前，之前极片附着力一般采用百格法进行测试，该方法主要是定性检测，即对极片按照一定标准画出方格，按照画格形貌对照画格试验评级表来定型分析。随着锂离子电池在新能源汽车上的普及应用，锂离子电池对一致性的要求越来越高。在产品生产制造过程中发现，只用百格法进行极片附着力测试，极片质量偏差较大，并且测试不方便，稳定性较差，该方法不能有效反应极片在后续应用过程中的附着力情况。
另外，CN 102788746A公开了一种锂离子电池极片涂层附着力测定方法，取一测试底板，在该测试底板表面贴设一层透明胶，该透明胶的无胶面上贴设一层双面胶，该双面胶的另一胶面与待测试极片的含涂层一面加压粘贴，在极片长度方向的一端预留未粘结部分；将拉伸试验机的拉伸夹头夹住所述极片的预留未粘结部分，将极片朝向极片长度方向的另一端方向弯曲并进行拉伸，待测试极片上的涂层被剥离，读取极片涂层附着力数值。该发明未充分考虑极片在电解液中的溶涨，有效反应极片在后续应用过程中的附着力情况。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种锂离子电池极片附着力的检测方法，该方法能够快速准确地测量锂离子电池极片的附着力。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种锂离子电池极片附着力的检测方法，包括如下步骤：
(1)将待检测极片浸泡在液体中；
(2)将浸泡后的极片铺平，通过一定面积的介质垂直于极片方向施加并保持一定的压力；介质无特殊要求，一般使用的介质均可使用，介质面积小于极片面积即可；
(3)沿与极片平行的方向对介质施加稳定增加的拉力，记录开始突然减小时的拉力F；
(4)根据极片粉体材料与基材的分离情况以及F的大小，判断极片附着力。
本发明的上述锂离子电池极片附着力检测技术充分考虑极片在电解液中的溶涨，有效反应极片在后续应用过程中的附着力情况，通过上述适当步骤的选取及配合，可快速准确测试锂离子电池极片粉体材料与基材的附着力。
作为优选，步骤(1)中所述液体为水、甲醇、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、电解液中1种或2种以上的组合。
优选地，所述浸泡的时间为30秒以上，优选为1分钟～1小时。
作为优选，步骤(2)中所述介质表面的粗糙度大于2μm，例如为5μm、7μm、9μm、11μm、15μm等。
优选地，所述压力为5N-100N，例如为7N、9N、11N、15N、20N、25N、30N、35N、40N、50N、65N、80N、90N、95N等。压力低于5N时，介质易于与极片表面滑动，导致测试不准确，压力大于100N时，测试的F太大，不利于测试，因此，本发明选取上述压力范围。
作为优选，步骤(3)中所述拉力的增加速度为1N/min-100N/min，例如为3N/min、5N/min、10N/min、20N/min、30N/min、50N/min、65N/min、75N/min、80N/min、95N/min等。
作为优选，步骤(4)中所述判断方法具体为：若粉体材料与基材未分离，极片附着力良好；若粉体材料与基材分离，则极片附着力较差，F越小，极片附着力越差。
本发明的方法可以测试出极片附着力好坏的相对情况，依此筛分出附着力良好的极片。根据本发明测试结果不同厂家可根据实际需要选择适合附着力的产品。
本发明的有益效果是：本发明通过极片在液体中浸泡，快捷有效模拟极片在做成电池后的溶胀情况，从而有效反应极片在实际应用过程中的附着力情况；通过定量的拉力测试，可以准确得到锂离子电池极片附着力数值，方便产品制造过程管控及工艺评估。该测试方法简单、方便，一般员工均可操作，能很好地反应极片附着力的实际情况。本发明方法主要适用于锂离子电池极片附着力检测及制程工艺稳定性评估。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种锂离子电池极片附着力的检测方法，包括如下步骤：
先准备锂离子电池极片样品：使用不同的匀浆工艺制备的浆料，匀浆时搅拌时间分别为：2小时、3小时、4小时，涂布得到极片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
极片Ⅰ在乙醇中浸泡10分钟；将浸泡后的极片铺平，将面积为314平方毫米500目砂纸贴在极片表面，通过砂纸垂直于极片方向施加10N压力并保持；沿与极片平行的方向对介质施加稳定增加的拉力，拉力增加速度为10N/min，当拉力增加为5N时突然减小。观察测试后的极片，粉体材料与基材已脱落，极片Ⅰ附着力测试结果为5N。
采用同样的方法测试极片Ⅱ、极片Ⅲ附着力，观察测试后的极片Ⅱ，粉体材料与基材已脱落，极片Ⅱ附着力测试结果为20N；观察测试后的极片Ⅲ，粉体材料与基材已脱落，极片Ⅲ附着力测试结果为40N。
结果对比：极片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ测试后粉体材料与基材均已脱落，比较拉力测试结果，极片Ⅲ附着力好于极片Ⅱ，极片Ⅱ好于极片Ⅰ。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种锂离子电池极片附着力的检测方法，包括如下步骤：
(1)将待检测极片浸泡在液体中；
(2)将浸泡后的极片铺平，通过一定面积的介质垂直于极片方向施加并保持一定的压力；
(3)沿与极片平行的方向对介质施加稳定增加的拉力，记录开始突然减小时的拉力F；
(4)根据极片粉体材料与基材的分离情况以及F的大小，判断极片附着力。
2.关键权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)中所述液体为水、甲醇、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、电解液中1种或2种以上的组合。
3.关键权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)中所述浸泡的时间为30秒以上，优选为1分钟～1小时。
4.关键权利要求1-3任一项所述的检测方法，其特征在于，步骤(2)中所述介质表面的粗糙度大于2μm。
5.关键权利要求1-4任一项所述的检测方法，其特征在于，步骤(2)中所述压力为5N-100N。
6.关键权利要求1-5任一项所述的检测方法，其特征在于，步骤(3)中所述拉力的增加速度为1N/min-100N/min。
7.关键权利要求1-6任一项所述的检测方法，其特征在于，步骤(4)中所述判断方法具体为：若粉体材料与基材未分离，极片附着力良好；若粉体材料与基材分离，F越小，极片附着力越差。
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