CN109546070B - 一种锂电池注液量的确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池注液量的确定方法，锂电池的注液分为一次注液和二次注液，先设计不同一次注液量的实验，确定化成产气量、拆解电池确定残留电解液量来制定合适的一次注液量；再对不同二次注液量进行实验，通过拆解电池确定残留电解液量和确定后续产气量来制定合适的二次注液量。本发明操作简单、快捷，可以应用于不同类型的电池，可以在较短时间内快速确定不同电池的适合注液量，对于动力电池而言，可快速安全的制定出合适的注液量，具有一定的实用价值。

Description

一种锂电池注液量的确定方法
技术领域
本发明涉及锂电池的制造领域，具体是一种锂电池注液量的确定方法。
背景技术
随着锂电池的大规模应用，其使用性能备受关注，特别是新能源汽车的大力推广，更是直接推动了动力锂电池的发展，这也对锂电池的使用性能提出更高的要求。
用户对锂电池的使用性能最关注的地方包括容量、寿命和安全性能，而注液量则与上诉几点均有着密不可分的关系。一般来说，锂电池由于化成工艺的存在而包括一次注液和二次注液，如果一次注液不足，则会导致电池化成不充分，产气不充分，导致电池容量低，容易鼓胀；如果二次注液量不足，则会导致电池在后期使用中的容量衰减加快，寿命降低。此外，不论是一次注液还是二次注液，电解液量的不足都容易产生“析锂”现象，导致容量迅速衰减，甚至引发安全事故。但注液量也不易过多，除了增加电池本身重量，降低能量密度外，过多的电解液使电池内部剩余空间减小，导致电池内压增大，也容易引发事故。因此，合适的注液量对于锂电池是十分重要的。当前一般会有不同材料电池的注液系数作为参考，但对于不同结构和尺寸的电池，显然需要更为系统、精细的方法来确定合适注液量，本发明主要综合考虑卷芯吸液能力和产气能力来确定注液量，具有高效、准确的优势，在锂电池行业内拥有一定的实用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种锂电池注液量的确定方法，可高效、准确的确定合适的电池注液量。
本发明的技术方案为：
一种锂电池注液量的确定方法，具体包括有以下步骤：
（1）、根据锂电池的类型和容量选择合适的注液系数，并初步计算锂电池的总注液量m，m = C*x,其中，C代表电池的容量，x代表不同类型电池的注液系数，一次注液量m1为总注液量m的80-85%，总注液量m中剩余的为二次注液量m2；
（2）、将步骤（1）中的确定的一次注液量m1进行梯度实验设计，设计完成后每个梯度的一次注液量m1均进行一次注液然后制作成静置后的锂电池和化成后的锂电池；其中，梯度区间为一次注液量m1的2.5-3%，分为4-5个梯度；
（3）、将步骤（2）中制作成的锂电池进行拆解并测量其壳体内残留电解液的质量m3，拆解的锂电池包括两种：一次注液后静置完成的锂电池和化成后的锂电池，当某一梯度下的一次注液量m1，在两种拆解锂电池下均满足m3≥1%*m1时，即确定此梯度下的一次注液量m1是满足条件1的；
（4）、将步骤（2）中制作成的静置后的锂电池进行化成，同时测试化成过程中的产气量，检测不同梯度一次注液量m1下的化成最大产气量，当一次注液量m1增加不再导致化成最大产气量明显变化时，即确定此梯度下的一次注液量m1是满足条件2的；
（5）、同时满足条件1和2的最小一次注液量m1，即确定为锂电池的一次注液量；
（6）、一次注液量确定后，将步骤（1）中的确定的二次注液量m2进行梯度实验设计，设计完成后每个梯度的二次注液量m2均进行二次注液然后制作成静置后的锂电池和分容后的锂电池；其中，梯度区间为二次注液量m2的2.5-3%，分为4-5个梯度；
（7）、将步骤（6）中制作成的锂电池进行拆解并测量其壳体内残留电解液的质量m4，拆解的锂电池包括两种：二次注液后静置完成的锂电池和化成分容后的锂电池，当某一梯度下的二次注液量m2，在两种拆解锂电池下均满足m4≥20%*m2时，即确定此梯度下的二次注液量m2是满足条件3的；
（8）、将步骤（6）中制作成的分容后的锂电池进行循环测试和高温搁置测试，同时测试循环和高温搁置过程中的产气量，检测不同梯度二次注液量m2在循环和高温搁置状态的最大产气量，当二次注液量m2增加不再导致两种状态下最大产气量明显变化时，即确定此梯度下的二次注液量m2是满足条件4的；
（9）、同时满足条件3和4的最小二次注液量m2，即确定为二次注液量。
所述的锂电池的类型包括有三元电池和磷酸铁锂电池，三元电池的注液系数x为2.7-3.0 g/Ah，磷酸铁锂电池的注液系数x为4.2-4.5 g/Ah。
所述的步骤（1）中一次注液量m1和二次注液量m2以较小的注液系数开始计算确定。
所述的步骤（4）中的化成最大产气量和步骤（8）中的最大产气量无法直接通过产气量试验测量得到时，通过测量电池内压来间接确定，同时不同注液量需计算剩余空间的变化情况。
本发明的优点：
本发明采用测量锂电池中卷芯的吸液能力和锂电池的化成产气量来判断不同阶段电池的注液量是否足够，并设定一定的余量来尽量保证在不大幅增加电池重量的前提下保持电解液量的充足。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做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。
一种锂电池注液量的确定方法，具体包括有以下步骤：
（1）、根据锂电池的类型和容量选择合适的注液系数，并初步计算锂电池的总注液量m，m = C*x,其中，C代表电池的容量，x代表不同类型电池的注液系数；其中，三元电池的注液系数为2.7-3.0 g/Ah，磷酸铁锂电池的注液系数为4.2-4.5 g/Ah，一次注液量m1为总注液量m的80-85%，总注液量m中剩余的为二次注液量m2，一次注液量m1和二次注液量m2以较小的注液系数开始计算确定，避免后续实验难以开展；
（2）、将步骤（1）中的确定的一次注液量m1进行梯度实验设计，设计完成后每个梯度的一次注液量m1均进行一次注液然后制作成静置后的锂电池和化成后的锂电池；其中，梯度区间为一次注液量m1的2.5-3%，分为4-5个梯度；
（3）、将步骤（2）中制作成的锂电池进行拆解并测量其壳体内残留电解液的质量m3（其它电解液被卷芯吸收），拆解的锂电池包括两种：一次注液后静置完成的锂电池和化成后的锂电池，当某一梯度下的一次注液量m1，在两种拆解锂电池下均满足m3≥1%*m1时，即确定此梯度下的一次注液量m1是满足条件1的，满足条件1是为了保证一次注液后化成时电解液量充足；
（4）、将步骤（2）中制作成的静置后的锂电池进行化成产气量试验，检测不同梯度一次注液量m1下的化成最大产气量，当一次注液量m1增加不再导致化成最大产气量明显变化时，即确定此梯度下的一次注液量m1是满足条件2的；
（5）、同时满足条件1和2的最小一次注液量m1，即确定为锂电池的一次注液量；
（6）、一次注液量确定后，将步骤（1）中的确定的二次注液量m2进行梯度实验设计，设计完成后每个梯度的二次注液量m2均进行二次注液然后制作成静置后的锂电池和分容后的锂电池；其中，梯度区间为二次注液量m2的2.5-3%，分为4-5个梯度；
（7）、将步骤（6）中制作成的锂电池进行拆解并测量其壳体内残留电解液的质量m4（其它电解液被卷芯吸收），拆解的锂电池包括两种：二次注液后静置完成的锂电池和化成分容后的锂电池，当某一梯度下的二次注液量m2，在两种拆解锂电池下均满足m4≥20%*m2时，即确定此梯度下的二次注液量m2是满足条件3的，满足条件3是为了保证锂电池在后续使用中电解液量充足；
（8）、将步骤（6）中制作成的分容后的锂电池进行循环测试和高温搁置测试，同时测试循环和高温搁置过程中的产气量，检测不同梯度二次注液量m2在循环和高温搁置状态的最大产气量，当二次注液量m2增加不再导致两种状态下最大产气量明显变化时，即确定此梯度下的二次注液量m2是满足条件4的；其中，循环测试一般超过一定次数后，电池的产气量基本不变，因此最大产气量也可较短时间得到；
（9）、同时满足条件3和4的最小二次注液量m2，即确定为二次注液量。
其中，步骤（4）中的化成最大产气量和步骤（8）中的最大产气量无法直接通过产气量试验测量得到时，通过测量电池内压来间接确定，同时不同注液量需计算剩余空间的变化情况。
实施例
（1）、针对48Ah三元电池的注液量，总注液量m = 48*2.9 = 139.3g，总注液量初始值定为140g，一次注液量m1 = m*82% = 114.5g,一次注液初始值定为115g，梯度为3g，即分为四个梯度115g、118g、121g、124g；然后对一次注液静置后和化成后的锂电池进行拆解并测量其壳体内残留电解液的质量m3，发现一次注液量m1为118g时，满足条件1，化成最大产气量的结果显示，发现一次注液量m1为118g时，满足条件2；最后确定一次注液量为118g；
（2）、二次注液量m2 = m - m1=140-118=22g，梯度为3g，即分为四个梯度22g、25g、28g、31g；然后对二次注液静置后和化成分容后的锂电池进行拆解并测量其壳体内残留电解液的质量m4，发现二次注液量m2为25g时，满足条件3，循环和高温搁置产气量结果显示，发现二次注液量m2为25g时，满足条件4；最后确定二次注液量为25g；
（3）、总注液量确定为118+25g = 143g。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种锂电池注液量的确定方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：
(1)、根据锂电池的类型和容量选择合适的注液系数，并初步计算锂电池的总注液量m，m＝C*x,其中，C代表电池的容量，x代表不同类型电池的注液系数，一次注液量m1为总注液量m的80-85％，总注液量m中剩余的为二次注液量m2；其中，锂电池的类型包括有三元电池和磷酸铁锂电池，三元电池的注液系数x为2.7-3.0g/Ah，磷酸铁锂电池的注液系数x为4.2-4.5g/Ah，且一次注液量m1和二次注液量m2以较小的注液系数开始计算确定；
(2)、将步骤(1)中的确定的一次注液量m1进行梯度实验设计，设计完成后每个梯度的一次注液量m1均进行一次注液然后制作成静置后的锂电池和化成后的锂电池；其中，梯度区间为一次注液量m1的2.5-3％，分为4-5个梯度；
(3)、将步骤(2)中制作成的锂电池进行拆解并测量其壳体内残留电解液的质量m3，拆解的锂电池包括两种：一次注液后静置完成的锂电池和化成后的锂电池，当某一梯度下的一次注液量m1，在两种拆解锂电池下均满足m3≥1％*m1时，即确定此梯度下的一次注液量m1是满足条件1的；
(4)、将步骤(2)中制作成的静置后的锂电池进行化成，同时测试化成过程中的产气量，检测不同梯度一次注液量m1下的化成最大产气量，当一次注液量m1增加不再导致化成最大产气量明显变化时，即确定此梯度下的一次注液量m1是满足条件2的；
(5)、同时满足条件1和2的最小一次注液量m1，即确定为锂电池的一次注液量；
(6)、一次注液量确定后，将步骤(1)中的确定的二次注液量m2进行梯度实验设计，设计完成后每个梯度的二次注液量m2均进行二次注液然后制作成静置后的锂电池和分容后的锂电池；其中，梯度区间为二次注液量m2的2.5-3％，分为4-5个梯度；
(7)、将步骤(6)中制作成的锂电池进行拆解并测量其壳体内残留电解液的质量m4，拆解的锂电池包括两种：二次注液后静置完成的锂电池和化成分容后的锂电池，当某一梯度下的二次注液量m2，在两种拆解锂电池下均满足m4≥20％*m2时，即确定此梯度下的二次注液量m2是满足条件3的；
(8)、将步骤(6)中制作成的分容后的锂电池进行循环测试和高温搁置测试，同时测试循环和高温搁置过程中的产气量，检测不同梯度二次注液量m2在循环和高温搁置状态的最大产气量，当二次注液量m2增加不再导致两种状态下最大产气量明显变化时，即确定此梯度下的二次注液量m2是满足条件4的；
(9)、同时满足条件3和4的最小二次注液量m2，即确定为二次注液量。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池注液量的确定方法，其特征在于：所述的步骤(4)中的化成最大产气量和步骤(8)中的最大产气量无法直接通过产气量试验测量得到时，通过测量电池内压来间接确定，同时不同注液量需计算剩余空间的变化情况。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114122491A (zh) * 2020-08-31 2022-03-01 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102496690A (zh) * 2011-12-21 2012-06-13 天津市捷威动力工业有限公司 一种确定动力电池注液量的方法
JP2012134047A (ja) * 2010-12-22 2012-07-12 Hitachi Vehicle Energy Ltd 二次電池の製造方法および電解液注入装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5697231B2 (ja) * 2010-08-11 2015-04-08 岩下エンジニアリング株式会社 真空中重量管理を使用した電解液注入装置
KR102257850B1 (ko) * 2014-07-18 2021-05-28 에스케이이노베이션 주식회사 관형 통로체를 갖는 파우치형 리튬 이차전지
KR102085564B1 (ko) * 2016-01-20 2020-03-06 주식회사 엘지화학 플러깅부들을 포함하는 트레이를 이용하여 전지셀용 전해액 주입장치를 초기화하는 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012134047A (ja) * 2010-12-22 2012-07-12 Hitachi Vehicle Energy Ltd 二次電池の製造方法および電解液注入装置
CN102496690A (zh) * 2011-12-21 2012-06-13 天津市捷威动力工业有限公司 一种确定动力电池注液量的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
电动车用锂离子电池的一致性研究;安富强;《中国博士学位论文全文数据库 工程技术Ⅱ辑》;20170715(第2017/07年/期);第C042-46页 *

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