CN109269967A - 一种锂离子电池壳体腐蚀的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，包括以下步骤：S1、选取电池，在电池极柱上焊接极耳，然后将电池恒流恒压充电至预设的满电状态，并测试电池的正负极电压、负极与壳体电压值；S2、将电池分为三组，分别进行不同负极壳体电压分析试验、同一负极电压不同倍率充放电循环实验和同一负极壳体电压不同搁置温度实验；S3、根据实验结果统计电池负极与壳体之间的安全电位，并统计不同的充放电倍率与温度对电池壳体腐蚀的作用。本发明通过对选取的电池连接不同阻值的金属膜电阻，使电池的负极壳体电压处于不同梯度范围，有效的模拟失效电池的状态，准确的得出不同负极壳体电压对电池腐蚀的影响，并测试环境温度和充放电循环因素对腐蚀加速的影响。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池壳体腐蚀的测试方法。
背景技术
锂离子动力电池作为电动车的重要组成部分，其性能直接影响电动车的正常使用。因其推广应用，其安全问题得到广泛关注。具有金属外壳的锂离子电池具有散热性好，机械强度高等优点，但在生产过程中电池正负极可能会和金属壳体直接接触或在电池成组生产过程存在过流排与壳体间存在熔融或固体焊渣，使电池负极壳体电压过低，造成锂离子在充放电过程中优先通过电解液嵌入铝壳中，产生嵌锂化合物。若负壳电压较低且持续一段时间，电池会发生腐蚀至漏液，影响电池正常安全使用。
目前针对负极壳体电压致电池腐蚀的文献或专利报道不多，主要是通过生产过程中本身缺陷的电池进行实验，实验结果受生产制程、工艺条件等因素影响，且不能得出较精细的电压值范围和腐蚀时间等关键值。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池壳体腐蚀的测试方法。
本发明提出的一种锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，包括以下步骤：
S1、选取电池，在电池极柱上焊接极耳，然后将电池恒流恒压充电至预设的满电状态，并测试电池的正负极电压、负极与壳体电压值；
S2、将电池分为三组，分别进行不同负极壳体电压分析试验、同一负极电压不同倍率充放电循环实验和同一负极壳体电压不同搁置温度实验；
S3、根据实验结果统计电池负极与壳体之间的安全电位，并统计不同的充放电倍率与温度对电池壳体腐蚀的作用；
不同负极壳体电压分析试验包括以下步骤：
S11、选用多个不同阻值的金属膜电阻，将不同阻值的金属膜电阻通过导线与电池壳体串联连接，测试电池正负极电压与负极壳体电压，记录电池腐蚀时间；
同一负极电压不同倍率充放电循环实验包括以下步骤：
S21、选取第一固定阻值的测试电阻，将测试电阻串联在电池负极与电池壳体之间，测试电池正负极电压与负极壳体电压；
S22、将电池接上充放电测试柜，分别在常温环境下进行不同倍率的充放电循环，记录电池负极壳体电压并统计电池外壳腐蚀情况；
同一负极壳体电压不同搁置温度实验包括以下步骤：
S31、选取第二固定阻值的测试电阻，将测试电阻串联在电池负极与电池壳体之间，测试电池正负极电压与负极壳体电压；
S32、将电池放置在多个不同温度的测试环境中，统计不同温度下电池的腐蚀情况。
优选的，步骤S1具体为：选用方形电池，将铜极耳焊接在极柱上；并通过充电柜将电池恒流恒压充电至满电状态；然后测量电池的正负极电压、负极与壳体电压值。
优选的，步骤S1中，将电池恒流恒压充电至满电状态具体为：将电池首先以1C电流恒流充电预设时间值后再恒压充电至充电电流下降至预设的满电电流值，满电电流值小于0.1C并大于等于0。
优选的，满电电流值等于0.05C。
优选的，步骤S11中，串联金属膜电阻与电池壳体的导线的阻值小于10Ω。
优选的，步骤S21中第一固定阻值与步骤S31中第二固定阻值相等。
优选的，第一固定阻值为500Ω。
优选的，步骤S11中，各金属膜电阻的阻值分别为：100Ω、500Ω、10KΩ、50KΩ、200KΩ、500KΩ、1MΩ；步骤S22中，电池在常温环境下进行0.2C充放循环、0.33C充放电循环、0.5C充放电循环、1C充放电循环；步骤S32中，不同测试环境的温度分别为：0℃、25℃、45℃、55℃。
优选的，步骤S11、S21和S31中，电池均通过立式夹具固定，并在电池站立状态下，测试电池正负极电压与负极壳体电压、负极与壳体电压。
本发明提出的一种锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，通过对选取的电池连接不同阻值的金属膜电阻，使电池的负极壳体电压处于不同梯度范围，有效的模拟失效电池的状态，准确的得出不同负极壳体电压对电池腐蚀的影响，并测试环境温度和充放电循环因素对腐蚀加速的影响。
本发明法提出的一种锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，是一项新型的测试方法，有利于统计锂离子电池外壳与负极电压安全电压梯度范围值和腐蚀的加速因素，为后期改善预防此类问题，提高锂离子电池的产品质量和生产工艺改进提供技术支持。
附图说明
图1为本发明提出的一种锂离子电池壳体腐蚀的测试方法流程图；
图2为不同负极壳体电压分析试验流程图；
图3为同一负极电压不同倍率充放电循环实验流程图；
图4为同一负极壳体电压不同搁置温度实验流程图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明提出的一种锂离子电池壳体腐蚀的测试方法进行详细说明。
实施例1
本实施例的步骤S1为：选取电池，在电池极柱上焊接铜极耳，然后将电池恒流恒压充电至预设的满电状态，并测试电池的正负极电压、负极与壳体电压值。具体的，本步骤中，电池选用方形电池。
本步骤中：将电池恒流恒压充电至满电状态具体为：将电池首先以1C电流恒流充电预设时间值后再恒压充电至充电电流下降至预设的满电电流值，满电电流值小于0.1C并大于等于0。具体的，本实施例中，满电电流值等于0.05C。
S2、将电池分为三组，分别进行不同负极壳体电压分析试验、同一负极电压不同倍率充放电循环实验和同一负极壳体电压不同搁置温度实验。
S3、根据实验结果统计电池负极与壳体之间的安全电位，并统计不同的充放电倍率与温度对电池壳体腐蚀的作用。
具体的，本实施例中，不同负极壳体电压分析试验包括以下步骤：
S11、选用多个不同阻值的金属膜电阻，将不同阻值的金属膜电阻通过导线与电池壳体串联连接，测试电池正负极电压与负极壳体电压，记录电池腐蚀时间。具体的，本步骤中，为了降低导线阻值对测试影响，需要根据选用的金属膜电阻的阻值选择导线，导线的阻值应该小于或等于最小的金属膜电阻的阻值。
例如，本实施例中，各金属膜电阻的阻值分别为：100Ω、500Ω、10KΩ、50KΩ、200KΩ、500KΩ、1MΩ，则串联金属膜电阻与电池壳体的导线的阻值小于10Ω。
本实施例中，该不同负极壳体电压分析试验的具体数据记录如下。
同一负极电压不同倍率充放电循环实验包括以下步骤：
S21、选取第一固定阻值的测试电阻，将测试电阻串联在电池负极与电池壳体之间，测试电池正负极电压与负极壳体电压。本实施例中，第一固定阻值为500Ω。
S22、将电池接上充放电测试柜，分别在常温环境下进行不同倍率的充放电循环，记录电池负极壳体电压并统计电池外壳腐蚀情况。具体的，本实施例中，电池在常温环境下进行0.2C充放循环、0.33C充放电循环、0.5C充放电循环、1C充放电循环。
本实施例中同一负极电压不同倍率充放电循环实验的数据记录如下表所示：
同一负极壳体电压不同搁置温度实验包括以下步骤：
S31、选取第二固定阻值的测试电阻，将测试电阻串联在电池负极与电池壳体之间，测试电池正负极电压与负极壳体电压。本实施例中，第二固定阻值为500Ω，即第一固定阻值与第二固定阻值相等。。
S32、将电池放置在多个不同温度的测试环境中，统计不同温度下电池的腐蚀情况。本实施例中，不同测试环境的温度分别为：0℃、25℃、45℃、55℃。
本实施例中，同一负极壳体电压不同搁置温度实验的数据记录如下：
| 环境温度 | 负极与壳体电压/V | 腐蚀时间/Day |
| 55℃ | 0.015 | 47 |
| 45℃ | 0.015 | 35 |
| 25℃ | 0.014 | 65 |
| 0℃ | 0.016 | 110 |
如此，结合本实施例中各试验结果，可知，通过负极与壳体中连接不同阻值的金属膜欧姆电阻的方法，可方便快捷的调节负极与壳体间的电压值，确定负极壳体间的安全电位为大于0.7V，并确定低倍率下的循环和高温对腐蚀存在加速作用，从而为生产中工艺改进和质量提升给予技术支持。
本实施例中，步骤S11、S21和S31中，电池均通过立式夹具固定，并在电池站立状态下，测试电池正负极电压与负极壳体电压、负极与壳体电压，以保证电池在测量过程中的稳定，提高测试精确程度。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选取电池，在电池极柱上焊接极耳，然后将电池恒流恒压充电至预设的满电状态，并测试电池的正负极电压、负极与壳体电压值；
S2、将电池分为三组，分别进行不同负极壳体电压分析试验、同一负极电压不同倍率充放电循环实验和同一负极壳体电压不同搁置温度实验；
S3、根据实验结果统计电池负极与壳体之间的安全电位，并统计不同的充放电倍率与温度对电池壳体腐蚀的作用；
不同负极壳体电压分析试验包括以下步骤：
S11、选用多个不同阻值的金属膜电阻，将不同阻值的金属膜电阻通过导线与电池壳体串联连接，测试电池正负极电压与负极壳体电压，记录电池腐蚀时间；
同一负极电压不同倍率充放电循环实验包括以下步骤：
S21、选取第一固定阻值的测试电阻，将测试电阻串联在电池负极与电池壳体之间，测试电池正负极电压与负极壳体电压；
S22、将电池接上充放电测试柜，分别在常温环境下进行不同倍率的充放电循环，记录电池负极壳体电压并统计电池外壳腐蚀情况；
同一负极壳体电压不同搁置温度实验包括以下步骤：
S31、选取第二固定阻值的测试电阻，将测试电阻串联在电池负极与电池壳体之间，测试电池正负极电压与负极壳体电压；
S32、将电池放置在多个不同温度的测试环境中，统计不同温度下电池的腐蚀情况。
2.如权利要求1所述的锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，其特征在于，步骤S1具体为：选用方形电池，将铜极耳焊接在极柱上；并通过充电柜将电池恒流恒压充电至满电状态；然后测量电池的正负极电压、负极与壳体电压值。
3.如权利要求1所述的锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，其特征在于，步骤S1中，将电池恒流恒压充电至满电状态具体为：将电池首先以1C电流恒流充电预设时间值后再恒压充电至充电电流下降至预设的满电电流值，满电电流值小于0.1C并大于等于0。
4.如权利要求3所述的锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，其特征在于，满电电流值等于0.05C。
5.如权利要求1所述的锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，其特征在于，步骤S11中，串联金属膜电阻与电池壳体的导线的阻值小于10Ω。
6.如权利要求1所述的锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，其特征在于，步骤S21中第一固定阻值与步骤S31中第二固定阻值相等。
7.如权利要求6所述的锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，其特征在于，第一固定阻值为500Ω。
8.如权利要求1所述的锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，其特征在于，步骤S11中，各金属膜电阻的阻值分别为：100Ω、500Ω、10KΩ、50KΩ、200KΩ、500KΩ、1MΩ；步骤S22中，电池在常温环境下进行0.2C充放循环、0.33C充放电循环、0.5C充放电循环、1C充放电循环；步骤S32中，不同测试环境的温度分别为：0℃、25℃、45℃、55℃。
9.如权利要求1至8任一项所述的锂离子电池壳体腐蚀的测试方法，其特征在于，步骤S11、S21和S31中，电池均通过立式夹具固定，并在电池站立状态下，测试电池正负极电压与负极壳体电压、负极与壳体电压。
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