CN109142451B - 一种电池电解液的浸润速度评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池电解液的浸润速度评估方法，提供第一电芯、第二电芯、改良电解液以及原电解液，其中，第一电芯和第二电芯为同种电芯，将改良电解液注入到第一电芯后，分别测量第一电芯在第一时段的始端和末端的阻抗，得出第一阻抗差值，将原电解液注入到第二电芯后，分别测量第二电芯在第一时段内的始端和末端的阻抗，得出第二阻抗差值，比较第一阻抗差值和第二阻抗差值的大小，若第一阻抗差值大于第二阻抗差值，那么改良电解液的浸润速度快，反之，则改良电解液的浸润速度慢。此方法操作步骤简单，能够较快地判断出改良电解液的快慢，有利于对电解液浸润性的研究，同时也有利于电池注液工艺和化成工艺的优化。

Description

一种电池电解液的浸润速度评估方法

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种电池电解液的浸润速度评估方法。

背景技术

锂离子电池由于具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长以及环境友好等特点本广泛应用于各行各业中。随着电子技术的发展，人们急需开发一款具有高比能、安全性能优异的锂电池体系。而电解液的浸润性对电池能量密度和循环寿命有着关键的影响。

目前，电解液对电池材料的浸润速度的快慢方法通常是在一定的时间内通过测定电解液在极片上的扩散面积大小来评价电解液的浸润速度，但是电池电解液的浸润速度评估方法较少，不利于人们对电解液对电池材料的浸润性能的研究。

发明内容

本发明的一个目的在于：提供一种电池电解液的浸润速度评估方法，其能够评估电解液的浸润速度的快慢。

本发明的另一个目的在于：提供一种电池电解液的浸润速度评估方法，其有助于研究电解液的浸润性，并有利于优化注液工艺和化成工艺的优化。

为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种电池电解液的浸润速度评估方法，提供第一电芯、第二电芯、改良电解液以及原电解液，其中，所述第一电芯和第二电芯为同种电芯，将所述改良电解液注入到第一电芯后，分别测量所述第一电芯在第一时段的始端和末端的阻抗，得出第一阻抗差值，将原电解液注入到第二电芯后，分别测量所述第二电芯在所述第一时段内的始端和末端的阻抗，得出第二阻抗差值，比较所述第一阻抗差值和所述第二阻抗差值的大小，若所述第一阻抗差值大于所述第二阻抗差值，那么所述改良电解液的浸润速度快，反之，则所述改良电解液的浸润速度慢。

作为所述的电池电解液的浸润速度评估方法的一种优选的技术方案，具体包括以下步骤：

步骤S10、在将所述改良电解液注入到所述第一电芯后立即测量所述第一电芯的始端阻抗，得到始端阻抗R₁₀；

步骤S11、待将所述改良电解液注入到所述第一电芯间隔所述第一时段后，测量所述第一电芯的末端阻抗，得到末端阻抗R_1t；

步骤S12、计算在所述第一时段内所述第一电芯的所述始端阻抗R₁₀与所述末端阻抗R_1t的差值,得到所述第一阻抗差值，所述第一阻抗差值为△R₁，即△R₁＝R₁₀-R_1t。

作为所述的电池电解液的浸润速度评估方法的一种优选的技术方案，还包括以下步骤：

步骤S20、将所述原电解液注入到所述第二电芯后，立即测量所述第二电芯的始端阻抗值，得到始端阻抗值R₂₀；

步骤S21、待将所述原电解液注入到所述第二电芯间隔所述第一时段后，测量所述第二电芯的末端阻抗值，得到末端阻抗值R₂₁；

步骤S22、计算所述第二电芯的所述始端阻抗R₂₀与所述末端阻抗R_1t的差值,得到所述第二阻抗差值，所述第二阻抗差值为△R₂，即△R₂＝R₂₀-R_2t。

作为所述的电池电解液的浸润速度评估方法的一种优选的技术方案，所述第二阻抗差值为0.01mΩ～0.15mΩ。

作为所述的电池电解液的浸润速度评估方法的一种优选的技术方案，所述第一时段为12h。

作为所述的电池电解液的浸润速度评估方法的一种优选的技术方案，在所述改良电解液注入到所述第一电芯后至所述第一时段内，将所述第一电芯静置，在所述原电解液注入到所述第二电芯后至所述第一时段内，将所述第二电芯静置。

作为所述的电池电解液的浸润速度评估方法的一种优选的技术方案，在所述步骤S10和所述步骤S11分别采用电池内阻测量仪测量所述第一电芯的所述始端阻抗值R₁₀和所述末端阻抗值R_1t。

作为所述的电池电解液的浸润速度评估方法的一种优选的技术方案，在所述步骤S20和所述步骤S21分别采用电池内阻测量仪测量所述第二电芯的所述始端阻抗值R₂₀和所述末端阻抗值R_2t。

作为所述的电池电解液的浸润速度评估方法的一种优选的技术方案，在所述电池内阻测量仪中通入频率为0.1HZ～10HZ的脉冲。

作为所述的电池电解液的浸润速度评估方法的一种优选的技术方案，所述第一电芯具有至少两组，所述第一电芯的所述始端阻抗R₁₀为各组所述第一电芯在所述第一时段的始端的阻抗的平均值，所述第一电芯的所述末端阻抗R_1t为各组所述第一电芯在所述第一时段的末端的阻抗的平均值；

所述第二电芯具有至少两组，所述第二电芯的所述始端阻抗R₂₀为各组所述第二电芯在所述第一时段的始端的阻抗的平均值，所述第二电芯的所述末端阻抗R_2t为各组所述第二电芯在所述第一时段的末端的阻抗的平均值。

本发明的有益效果为：在本发明中，通过比较在对第一时段内第一电芯的第一阻抗差值与第二电芯的第二阻抗差值大小，从而比较改良电解液的浸润速度相对于原电解液的浸润速度的快慢，此方法操作步骤简单，能够较快地判断出改良电解液的快慢，有利于对电解液浸润性的研究，同时也有利于电池注液工艺和化成工艺的优化。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为实施例为测量T小时内所述第一电芯的所述始端阻抗R₁₀与所述末端阻抗R_1t的流程图。

图2为实施例为测量T小时内所述第二电芯的所述始端阻抗R₂₀与所述末端阻抗R_2t的流程图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1和图2所示，本发明提供一种电池电解液的浸润速度评估方法，用于比较两种电解液的浸润速度的快慢，其中一种是原电解液，另一种是在电解液的基础上进行改进后得到的改良电解液，以研究改良电解液的浸润性。具体地，在所述电池电解液的浸润速度评估方法中，提供第一电芯、第二电芯、改良电解液以及原电解液，其中，所述第一电芯和第二电芯为同种电芯在此为了将改良电解液浸润的电芯和原电解液浸润的电芯所区分，固将电芯分为第一电芯和第二电芯。将所述改良电解液注入到第一电芯后，分别测量所述第一电芯在第一时段的始端和末端的阻抗，得出第一阻抗差值。将原电解液注入到第二电芯后，分别测量所述第二电芯在所述第一时段内的始端和末端的阻抗，得出第二阻抗差值，比较所述第一阻抗差值和所述第二阻抗差值的大小，若所述第一阻抗差值大于所述第二阻抗差值，那么所述改良电解液的浸润速度快；反之，则所述改良电解液的浸润速度慢。在本发明中，通过比较在对第一时段内第一电芯的第一阻抗差值与第二电芯的第二阻抗差值大小，从而比较改良电解液的浸润速度相对于原电解液的浸润速度的快慢，此方法操作步骤简单，能够较快地判断出改良电解液的快慢，有利于对电解液浸润性的研究，同时也有利于电池注液工艺和化成工艺的优化。

其中，所述的电池电解液的浸润速度评估方法具体包括以下步骤：

步骤S10、在将所述改良电解液注入到所述第一电芯后立即测量所述第一电芯的始端阻抗，得到始端阻抗R₁₀；

步骤S11、待将所述改良电解液注入到所述第一电芯间隔所述第一时段后，测量所述第一电芯的末端阻抗，得到末端阻抗R_1t；

步骤S12、计算在所述第一时段内所述第一电芯的所述始端阻抗R₁₀与所述末端阻抗R_1t的差值,得到所述第一阻抗差值，所述第一阻抗差值为△R₁，即△R₁＝R₁₀-R_1t。

进一步地，所述的电池电解液的浸润速度评估方法还包括以下步骤：

步骤S20、将所述原电解液注入到所述第二电芯后，立即测量所述第二电芯的始端阻抗值，得到始端阻抗值R₂₀；

步骤S21、待将所述原电解液注入到所述第二电芯间隔所述第一时段后，测量所述第二电芯的末端阻抗值，得到末端阻抗值R₂₁；

步骤S22、计算所述第二电芯的所述始端阻抗R₂₀与所述末端阻抗R_1t的差值,得到所述第二阻抗差值，第二阻抗差值为△R₂，即△R₂＝R₂₀-R_2t。

通过比较第一阻抗差值和第二阻抗差值两者的大小，以判断改良电解液的浸润速度是否比原电解液的浸润速度快，若△R₁＜△R₂，那么表示所述改良电解液的浸润速度比原电解液的浸润速度慢，即改良电解液的浸润速度慢；若是△R₁>△R₂，那么表示改良电解液液的浸润速度比原电解液的浸润速度快，即改良电解液的浸润速度快；若是△R₁＝△R₂，那么表示改良电解液液的浸润速度等于原电解液的浸润速度。

对于大多数电解液而言，所述第二阻抗差值为0.01mΩ～0.15mΩ。

在本实施例中，所述第一时段为T小时。具体地，所述T小时为12h。通常情况下的电池的电芯在电解液的浸润需要超过12h才能完成基本的浸润(即通常情况下电芯完成注液的时间大于12h)，将T小时设置为12h尽可能地增大所述第一阻抗差值和第二阻抗差值的值，有助于直观地判断改良电解液的浸润速度的变化。但是在其他的实施例中，也可以根据实际需要将T小时设置为2h、3h、4h、5h等不同的时间长度。

优选地，在实际的操作过程中，计算得到的所述第一阻抗差值为△R₁以及所述第二阻抗差值为△R₂通过在条形图中表示出来，方便研究两组以上的电解液的浸润速度的快慢。

作为所述的电池电解液的浸润速度评估方法的一种优选的技术方案，在所述改良电解液注入到所述第一电芯后至所述第一时段内，将所述第一电芯静置，在所述原电解液注入到所述第二电芯后至所述第一时段内，将所述第二电芯静置。通过将电芯保持静止，避免由于对电芯的移动而改变电解液的浸润速度，从而避免对电解液的浸润速度的研究造成影响。

为了防止改良电解液在第一时段的末端前已经完成注液(即第一电芯在第一时段的末端时完成注液)的情况发生，所述电池电解液的浸润速度评估方法中在第一时段后的第二时段再次测量对第一电芯的始端和末端的阻抗，判断在第一电芯在第二时段内始端与终端的阻抗值之差是否等于零；所述电池电解液的浸润速度评估方法中在第一时段后的第二时段再次测量对第二电芯的始端和末端的阻抗，判断在第二电芯在第二时段内始端与终端的阻抗值之差是否等于零，若第一电芯在第二时段内始端与终端的阻抗值之差等于零，那么证明第一电芯在第一时段的末端前完成注液(在改良电解液充足的情况下)，若第二电芯在第二时段内始端与终端的阻抗值之差等于零，那么证明第二电芯在第一时段的末端前完成注液(在原电解液充足的情况下)。如果第一电芯在第二时段内始端与终端的阻抗值之差等于零，则有可能存在所述第一电芯在第一时段的末端之前第一电芯已经完成注液；如果第二电芯在第二时段内始端与终端的阻抗值之差等于零，则有可能存在所述第二电芯在第一时段的末端之前第二电芯已经完成注液；因此，在使用该方评估电池电解液的浸润速度时通过在第一时段后的第二时段比较电芯的始端和末端的阻抗值，能够对第一电芯在第一时段的末端未完成对改良电解液的注液且第二电芯在第一时段的末端未完成对原电解液的注入进行准确的判断，以减少进一步提高所述电池电解液的浸润速度的评估。

具体地，所述第二时段可以是1h、2h、3h和4h等。

在本实施例中，在所述步骤S10和所述步骤S11分别采用电池内阻测量仪测量所述第一电芯的所述始端阻抗值R₁₀和所述末端阻抗值R_1t。在所述步骤S20和所述步骤S21分别采用电池内阻测量仪测量所述第二电芯的所述始端阻抗值R₂₀和所述末端阻抗值R_2t。利用电池内阻测量仪便于测量电芯的阻抗。

优选地，在所述电池内阻测量仪中通入频率为0.1HZ～10HZ的脉冲。在电池内阻测量仪中通入脉冲频率为0.1HZ～10HZ时，在电池内阻测量仪中能够读取到的电芯的阻抗值较明显，有助于在电池内阻测量仪上分别读取所述第一电芯的所述始端阻抗R₁₀、所述末端阻抗R_1t、所述第二电芯的所述始端阻抗R₂₀以及所述末端阻抗R_1t，有助于提高电池电解液的浸润速度评估的准确性。但是在其他的实施例中，也可以通入其他频率大小的脉冲频率。

为了进一步提高电池电解液的浸润速度评估的准确性，在本实施例中提供一种优选的技术方案，所述第一电芯具有至少两组，所述第一电芯的所述始端阻抗R₁₀为各组所述第一电芯在所述第一时段的始端的阻抗的平均值，所述第一电芯的所述末端阻抗R_1t为各组所述第一电芯在所述第一时段的末端的阻抗的平均值。所述第二电芯具有至少两组，所述第二电芯的所述始端阻抗R₂₀为各组所述第二电芯在所述第一时段的始端的阻抗的平均值，所述第二电芯的所述末端阻抗R_2t为各组所述第二电芯在所述第一时段的末端的阻抗的平均值。将第一电芯和第二电芯分别设置为至少两组，通过求平均值的方式提高所述第一阻抗差值和所述第二阻抗差值的精确度，减少了由于测量电池的内阻而导致的误差。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚器件，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电池电解液的浸润速度评估方法，其特征在于,提供第一电芯、第二电芯、改良电解液以及原电解液，其中，所述第一电芯和第二电芯为同种电芯，将所述改良电解液注入到第一电芯后，分别测量所述第一电芯在第一时段的始端和末端的阻抗，得出第一阻抗差值，将原电解液注入到第二电芯后，分别测量所述第二电芯在所述第一时段内的始端和末端的阻抗，得出第二阻抗差值，比较所述第一阻抗差值和所述第二阻抗差值的大小，若所述第一阻抗差值大于所述第二阻抗差值，那么所述改良电解液的浸润速度快，反之，则所述改良电解液的浸润速度慢，其中，所述第一时段后的第二时段再次测量所述第一电芯的始端和末端的阻抗，判断在所述第一电芯在所述第二时段内始端与终端的阻抗值之差是否等于零，在所述改良电解液注入到所述第一电芯后至所述第一时段内，将所述第一电芯静置，所述第一时段后的所述第二时段再次测量对所述第二电芯的始端和末端的阻抗，判断在所述第二电芯在所述第二时段内始端与终端的阻抗值之差是否等于零，在所述原电解液注入到所述第二电芯后至所述第一时段内，将所述第二电芯静置。

2.根据权利要求1所述的电池电解液的浸润速度评估方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤S10、在将所述改良电解液注入到所述第一电芯后立即测量所述第一电芯的始端阻抗，得到始端阻抗R₁₀；

步骤S11、待将所述改良电解液注入到所述第一电芯间隔所述第一时段后，测量所述第一电芯的末端阻抗，得到末端阻抗R_1t；

步骤S12、计算在所述第一时段内所述第一电芯的所述始端阻抗R₁₀与所述末端阻抗R_1t的差值,得到所述第一阻抗差值，所述第一阻抗差值为△R₁，即△R₁＝R₁₀-R_1t。

3.根据权利要求2所述的电解液的浸润速度评估方法，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤S20、将所述原电解液注入到所述第二电芯后，立即测量所述第二电芯的始端阻抗值，得到始端阻抗值R₂₀；

步骤S21、待将所述原电解液注入到所述第二电芯间隔所述第一时段后，测量所述第二电芯的末端阻抗值，得到末端阻抗值R₂₁；

步骤S22、计算所述第二电芯的所述始端阻抗R₂₀与所述末端阻抗R_1t的差值,得到所述第二阻抗差值，所述第二阻抗差值为△R₂，即△R₂＝R₂₀-R_2t。

4.根据权利要求3所述的电池电解液的浸润速度评估方法，其特征在于，所述第二阻抗差值为0.01mΩ～0.15mΩ。

5.根据权利要求3所述的电池电解液的浸润速度评估方法，其特征在于，所述第一时段为12h。

6.根据权利要求3所述的电池电解液的浸润速度评估方法，其特征在于，在所述步骤S10和所述步骤S11分别采用电池内阻测量仪测量所述第一电芯的所述始端阻抗值R₁₀和所述末端阻抗值R_1t。

7.根据权利要求3所述的电池电解液的浸润速度评估方法，其特征在于，在所述步骤S20和所述步骤S21分别采用电池内阻测量仪测量所述第二电芯的所述始端阻抗值R₂₀和所述末端阻抗值R_2t。

8.根据权利要求6或7所述的电池电解液的浸润速度评估方法，其特征在于，在所述电池内阻测量仪中通入频率为0.1HZ～10HZ的脉冲。

9.根据权利要求2至7任一项所述的电池电解液的浸润速度评估方法，其特征在于，所述第一电芯具有至少两组，所述第一电芯的所述始端阻抗R₁₀为各组所述第一电芯在所述第一时段的始端的阻抗的平均值，所述第一电芯的所述末端阻抗R_1t为各组所述第一电芯在所述第一时段的末端的阻抗的平均值；

所述第二电芯具有至少两组，所述第二电芯的所述始端阻抗R₂₀为各组所述第二电芯在所述第一时段的始端的阻抗的平均值，所述第二电芯的所述末端阻抗R_2t为各组所述第二电芯在所述第一时段的末端的阻抗的平均值。

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