CN110160915A - 一种电池电解液浸润一致性的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池电解液浸润一致性的测试方法，其包括以下步骤：将制备好的电池材料可拆卸地组装成电池；将荧光染色剂加入电解液中，配置成荧光电解液；在组装好的电池中注入荧光电解液，将注液后的电池放置于‑20℃～50℃温度下，施加‑0.1～0.1MPa的压力，经过12～48h，使荧光电解液浸润电池材料；将电池材料从电池壳体中取出、展开，电池材料的表面在光源照射下呈现荧光；通过电池材料表面发出的荧光强弱判断电解液对电池浸润的一致性。本发明相较于现有技术可以有效地解决现有电解液浸润性测试方法中的不足，通过溶解荧光染料的电解液更为直观的观察电池材料在不同条件下的浸润情况以及一致性。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池领域，具体而言，涉及一种电池电解液浸润一致性的测试方法。
背景技术
锂离子电池由于其具有能量密度高、使用寿命长、无记忆效应和自放电小等优点被广泛应用于3C电子产品、电动汽车和储能等领域。为开发出具有更高能量密度和更优安全性能的锂电池，研究人员一方面对电池材料进行不断的提升，另一方面对电池的制备工艺进行改善。其中提高极片的面密度和压实密度，以及提高卷芯的入壳比是许多企业采取的方法。然而面密度和压实密度提高的同时也造成了电解液在极片上浸润性降低，阻碍了锂离子在正负极之间的穿梭，界面阻抗变大；入壳比的增加使得极片和隔膜间应力变得更大，电解液较难进入极片和隔膜中，出现极片仅局部完全浸润电解液的情况。电解液对电池极片和隔膜浸润不充分会导致化成时锂离子不能顺利嵌入负极，极片出现黑斑，造成容量下降。因此，选择浸润性优异的电解液，能有效保障电池的电性能和循环性能。
目前电解液的浸润性测试主要有以下几种：1.测试电解液的粘度，2.测试电极材料浸润电解液前后重量的变化，3.测试电极材料与电解液间的浸润角，4.电池浸润电解液前后电容或电压的变化，这些方法均不能直观测试电解液对电池材料的浸润性，而且不能有效的模拟电池材料组装成电池时受电池结构、注液方式和环境的影响，不能有效判断电解液浸润电池中材料的一致性。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种电池电解液浸润一致性的测试方法，主要为解决现有电解液浸润性测试方法中的不足，通过溶解荧光染料的电解液浸润电池，来直观判断电池材料在不同结构电池、不同注液方式和环境中的电解液浸润情况，并直观观察电池材料浸润的一致性。
为此，本发明提供了一种电池电解液浸润一致性的测试方法，其包括以下步骤：将制备好的电池材料可拆卸地组装成电池；将荧光染色剂加入电解液中，配置成荧光电解液；在组装好的电池中注入荧光电解液，将注液后的电池放置于-20℃～50℃温度下，施加-0.1～0.1MPa的压力，经过12～48h，使荧光电解液浸润电池材料；将电池材料从电池壳体中取出、展开，电池材料的表面在光源照射下呈现荧光；通过电池材料表面发出的荧光强弱判断电解液对电池浸润的一致性。
进一步地，荧光染色剂为FITC、Cy2、Cy3、Alexa Fluor中的一种或多种。
进一步地，荧光电解液的浓度为0.1mg～10mg/mL。
进一步地，光源为紫外线或可见光。
进一步地，电池材料按照卷绕或叠片的方式组装成电池。
进一步地，电池为圆柱形或方形结构。
进一步地，电池材料为正极片、负极片和隔膜。
本发明所提供的一种电池电解液浸润一致性的测试方法，主要通过光照下的荧光电解液直观检测电解液在电池中的浸润一致性，对实际生产具有指导意义。在电池装配过程中，电解液的浸润性不仅受电池材料本身影响，还与电池材料组装结构、电池型号和尺寸、注液时温度、压力和时间有关，此方法通过带有荧光染色剂的电解液的荧光现象，可以直观测试不同条件下电解液在电池中浸润一致性。
本发明相较于现有技术主要具有以下优点：
1.具有普适性，可以为不同规格电池、不同注液方式、不同注液条件下电解液的浸润方式提供依据。
2.浸润性测试结果直观明了，通过荧光强弱即可判断浸润程度。
3.不需要额外的检测设备，减少成本。
4.不限于本发明的有益效果，可以通过荧光发光的方式肉眼直观检测电池的漏液情况。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种电池电解液浸润一致性的测试方法的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一：
参见图1，图中示出了本发明实施例一提供的一种电池电解液浸润一致性的测试方法以及得出的参数、结果，此方法针对电池组装工艺对电解液浸润性的影响，其包括以下步骤：
1)将制备好的正极片、负极片和隔膜按照卷绕和叠片的方式组装成方形软包，方形软包的尺寸为5214891；
2)将FITC荧光染色剂加入电解液中，配置成0.1mg/mL的荧光电解液；
3)在步骤1)组装好的电池中注入足量的0.1mg/mL FITC荧光电解液，将注液后的电池放置于室温和-0.1MPa的真空干燥箱中，使电解液浸润电池材料；
4)每隔2h将电池材料从电池壳体中取出、展开，并使用490～495nm的光照射电池材料使电池材料表面呈现黄绿色荧光；
5)通过电池材料表面发出的荧光强弱判断电解液对电池浸润的一致性。
从下表可以明显的看出同种型号和尺寸电池，电池材料组装方式不同，电解液完全浸润所需时间不同，这为不同组装方式电池浸润时间的选择提供了数据支撑。
| 组装方式 | 拆解目测效果 | 完全浸润时间(h) |
| 卷绕 | 卷芯上下优先呈现荧光 | 36 |
| 叠片 | 极片和隔膜四周同时呈现荧光 | 30 |
实施例二：
参见图1，图中示出了本发明实施例一提供的一种电池电解液浸润一致性的测试方法以及得出的参数、结果，此方法针对电池尺寸对电解液浸润性的影响，其包括以下步骤：
1)将制备好的正极片、负极片和隔膜按照卷绕的方式组装成圆柱电池，圆柱电池的尺寸分别为18650、21700、26700和32700；
2)将Cy2荧光染色剂加入电解液中，配置成1mg/mL的荧光电解液；
3)在步骤1)组装好的电池中注入足量的1mg/mL Cy2荧光电解液，将注液后的电池放置于室温和-0.1MPa的真空干燥箱中，使电解液浸润电池材料；
4)每隔2h将电池材料从电池壳体中取出、展开，并使用490～495nmnm的光照射电池材料使电池材料表面呈现绿色荧光；
5)通过电池材料表面发出的荧光强弱判断电解液对电池浸润的一致性。
从下表可以明显的看出同种型号电池尺寸越大，电解液完全浸润所需时间越长，这为不同尺寸电池浸润时间的选择提供了数据支撑。
实施例三：
参见图1，图中示出了本发明实施例一提供的一种电池电解液浸润一致性的测试方法以及得出的参数、结果，此方法针对注液环境温度对电解液浸润性的影响，其包括以下步骤：
1)将制备好的正极片、负极片和隔膜按照卷绕的方式组装成方形软包电池，软包电池的尺寸为5211891；
2)将Cy3荧光染色剂加入电解液中，配置成5mg/mL的荧光电解液；
3)在步骤1)组装好的电池中注入足量的5mg/mL Cy3荧光电解液，将注液后的电池放置于-20℃、0℃、25℃和50℃的环境中，采用抽-0.1MPa负压的方式使电解液浸润电池材料；
4)每隔2h将电池材料从电池壳体中取出、展开，并使用560～570nm的光照射电池材料使电池材料表面呈现红色荧光；
5)通过电池材料表面发出的荧光强弱判断电解液对电池浸润的一致性。
从下表可以明显的看出注液时环境温度对浸润性的影响极大，温度越高电解液完全浸润所需时间越短，这为不同温度下电池浸润时间的选择提供了数据支撑。
| 环境温度 | 拆解目测效果 | 完全浸润时间(h) |
| -20℃ | 卷芯中间无荧光 | ＞48 |
| 0℃ | 卷芯中间荧光较弱 | 42 |
| 25℃ | 卷芯荧光强度一致 | 34 |
| 50℃ | 卷芯荧光强度一致 | 26 |
实施例四：
参见图1，图中示出了本发明实施例一提供的一种电池电解液浸润一致性的测试方法以及得出的参数、结果，此方法针对注液环境压力对电解液浸润性的影响，其包括以下步骤：
1)将制备好的正极片、负极片和隔膜按照卷绕的方式组装成圆柱电池，电池的尺寸为21700；
2)将Alexa Fluor488荧光染色剂加入电解液中，配置成10mg/mL的荧光电解液；
3)在步骤1)组装好的电池中注入足量的10mg/mL Alexa Fluor488荧光电解液，将注液后的电池放置于-0.1Mpa、0Mpa、0.1MPa和-0.1MPa/0.1MPa每隔1h交替的室温环境中，使电解液浸润电池材料；
4)每隔2h将电池材料从电池壳体中取出、展开，并使用490～495nm的光照射电池材料使电池材料表面呈现绿色荧光；
5)通过电池材料表面发出的荧光强弱判断电解液对电池浸润的一致性。
从下表可以明显的看出注液时环境压力对浸润性的影响极大，正负压交替的模式电解液完全浸润所需时间最短，这为不同压力模式下电池浸润时间的选择提供了数据支撑。
| 环境压力 | 拆解目测效果 | 完全浸润时间(h) |
| -0.1MPa | 卷芯荧光强度一致 | 28 |
| 0MPa | 卷芯中间荧光较弱 | 36 |
| 0.1MPa | 卷芯荧光强度一致 | 32 |
| -0.1MPa/0.1MPa每隔1h交替 | 卷芯荧光强度一致 | 24 |
本发明相较于现有技术主要具有以下优点：
1.具有普适性，可以为不同规格电池、不同注液方式、不同注液条件下电解液的浸润方式提供依据。
2.浸润性测试结果直观明了，通过荧光强弱即可判断浸润程度。
3.不需要额外的检测设备，减少成本。
4.不限于本发明的有益效果，可以通过荧光发光的方式肉眼直观检测电池的漏液情况。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种电池电解液浸润一致性的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将制备好的电池材料可拆卸地组装成电池；
2)将荧光染色剂加入电解液中，配置成荧光电解液；
3)在步骤1)组装好的所述电池中注入所述荧光电解液，将注液后的所述电池放置于-20℃～50℃温度下，施加-0.1～0.1MPa的压力，经过12～48h，使所述荧光电解液浸润所述电池材料；
4)将所述电池材料从电池壳体中取出、展开，所述电池材料的表面在光源照射下呈现荧光；
5)通过所述电池材料表面发出的荧光强弱判断所述电解液对所述电池浸润的一致性。
2.根据权利要求1所述的一种电池电解液浸润一致性的测试方法，其特征在于，所述荧光染色剂为FITC、Cy2、Cy3、Alexa Fluor中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种电池电解液浸润一致性的测试方法，其特征在于，所述荧光电解液的浓度为0.1mg～10mg/mL。
4.根据权利要求1所述的一种电池电解液浸润一致性的测试方法，其特征在于，所述光源为紫外线或可见光。
5.根据权利要求1所述的一种电池电解液浸润一致性的测试方法，其特征在于，所述电池材料按照卷绕或叠片的方式组装成所述电池。
6.根据权利要求5所述的一种电池电解液浸润一致性的测试方法，其特征在于，所述电池为圆柱形或方形结构。
7.根据权利要求1或5所述的一种电池电解液浸润一致性的测试方法，其特征在于，所述电池材料为正极片、负极片和隔膜。
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|---|---|
| CN (1) | CN110160915A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112649739A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-13 | 惠州亿纬创能电池有限公司 | 一种电池注液后的静置时间确定方法和装置 |
| CN113237792A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-08-10 | 蜂巢能源科技有限公司 | 一种电解液浸润性的表征方法 |
| CN114993888A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-09-02 | 苏州宇量电池有限公司 | 一种电池电解液浸润性测试方法 |
| CN115856658A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-03-28 | 蜂巢能源科技(马鞍山)有限公司 | 一种电池浸润时间检测方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN115856658B (zh) * | 2022-12-13 | 2024-04-19 | 蜂巢能源科技(马鞍山)有限公司 | 一种电池浸润时间检测方法、装置、电子设备及存储介质 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101267033A (zh) * | 2008-04-18 | 2008-09-17 | 江苏迪欧能源科技有限公司 | 锂离子电池注液润湿方法 |
| CN101944585A (zh) * | 2010-08-23 | 2011-01-12 | 八叶(厦门)新能源科技有限公司 | 一种锂电池的注液方法 |
| CN102315417A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-01-11 | 湖南大学 | 一种新型锂离子电池的注液活化方法 |
| CN104466083A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-03-25 | 百顺松涛（天津）动力电池科技发展有限公司 | 一种锂电池生产过程中的注液方法 |
| CN105428721A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-03-23 | 中航锂电（洛阳）有限公司 | 一种软包锂离子电池注液加速吸收方法及软包锂离子电池 |
| CN105932220A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-09-07 | 东莞市创明电池技术有限公司 | 一种直观表征电解液渗液效果的方法 |
| CN105977443A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-09-28 | 中航锂电（洛阳）有限公司 | 一种锂离子电池的注液方法 |
| CN108565496A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-09-21 | 天津市捷威动力工业有限公司 | 一种预先判定锂离子动力电池电解液分布的方法及电池制备方法 |
| CN109148988A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-04 | 孙战 | 一种锂离子电池电解液快速渗透方法 |
-
2019
- 2019-05-22 CN CN201910431602.5A patent/CN110160915A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101267033A (zh) * | 2008-04-18 | 2008-09-17 | 江苏迪欧能源科技有限公司 | 锂离子电池注液润湿方法 |
| CN101944585A (zh) * | 2010-08-23 | 2011-01-12 | 八叶(厦门)新能源科技有限公司 | 一种锂电池的注液方法 |
| CN102315417A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-01-11 | 湖南大学 | 一种新型锂离子电池的注液活化方法 |
| CN104466083A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-03-25 | 百顺松涛（天津）动力电池科技发展有限公司 | 一种锂电池生产过程中的注液方法 |
| CN105428721A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-03-23 | 中航锂电（洛阳）有限公司 | 一种软包锂离子电池注液加速吸收方法及软包锂离子电池 |
| CN105977443A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-09-28 | 中航锂电（洛阳）有限公司 | 一种锂离子电池的注液方法 |
| CN105932220A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-09-07 | 东莞市创明电池技术有限公司 | 一种直观表征电解液渗液效果的方法 |
| CN108565496A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-09-21 | 天津市捷威动力工业有限公司 | 一种预先判定锂离子动力电池电解液分布的方法及电池制备方法 |
| CN109148988A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-04 | 孙战 | 一种锂离子电池电解液快速渗透方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张赟 等: "《细胞和分子免疫学实用实验技术》", 30 April 2013, 第四军医大学出版社 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112649739A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-13 | 惠州亿纬创能电池有限公司 | 一种电池注液后的静置时间确定方法和装置 |
| CN112649739B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-10-14 | 惠州亿纬创能电池有限公司 | 一种电池注液后的静置时间确定方法和装置 |
| CN113237792A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-08-10 | 蜂巢能源科技有限公司 | 一种电解液浸润性的表征方法 |
| CN114993888A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-09-02 | 苏州宇量电池有限公司 | 一种电池电解液浸润性测试方法 |
| CN114993888B (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-15 | 苏州宇量电池有限公司 | 一种电池电解液浸润性测试方法 |
| CN115856658A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-03-28 | 蜂巢能源科技(马鞍山)有限公司 | 一种电池浸润时间检测方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN115856658B (zh) * | 2022-12-13 | 2024-04-19 | 蜂巢能源科技(马鞍山)有限公司 | 一种电池浸润时间检测方法、装置、电子设备及存储介质 |
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