CN110398457A - 一种锂离子电池极片粘附力测试方法 - Google Patents

一种锂离子电池极片粘附力测试方法 Download PDF

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刘福园
刘艳侠
马安博
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刘凡
于天恒
赵冲冲
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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，公开了一种锂离子电池极片粘附力测试方法，包括以下步骤：首先将待测锂电池极片裁片称重，然后放入超声波仪器液体中浸泡，并保持极片与超声容器液体平面垂直，浸泡一段时间后开启超声，超声一段时间后取出测试极片，放在烘箱内进行烘烤，待烘干后进行称重，计算极片失重比，根据失重比大小来判断极片粘附力大小。本发明在不改变现有工艺条件和工艺流程的条件下，利用极片涂覆料在超声振动下会相互脱离或从集流体脱落，粘附力大小不同会导致涂覆层脱落重量不同这一原理，可以快速和有效地测得锂离子极片涂覆料与涂覆料以及涂覆料与集流体的粘附力大小，为锂离子电池设计、分析、改善提供有效的支撑。

Description

一种锂离子电池极片粘附力测试方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子电池极片粘附力测试方法。
背景技术
近年来，随着化石能源枯竭和环境污染问题日益严重，新能源行业受到世界各国政府的重视，在全世界范围掀起了汽车电动化热潮。锂离子电池因其具有高能量密度、高功率、长寿命、无记忆效应等优点，成为现今世界的研究热点，又因其作为新能源电动汽车的心脏，其性能的优劣直接影响着电动汽车的安全应用。
锂离子电池是由正负极片和隔膜通过卷绕或者叠片等方式组装成裸体电芯，装入壳体，注入电解液后得到的；正负极极片是由活性物质、粘结剂、导电剂通过匀浆、涂覆得到的，其中粘结剂的作用就是将活性材料、导电剂与箔材相互粘结在一起，保证电池在循环过程中，相关材料不会过度膨胀或者脱离箔材，进而影响锂电池循环寿命，严重的可能造成短路，造成安全事故，因此在生产中对极片进行粘附力测试显得尤为重要。
常见的测量极片粘附力的方法为：1.待测锂电池极片裁片，裁片宽度宽于透明胶带；2.将透明胶带紧贴在含有涂覆层的一面，并对头部进行预剥离；3.将含有透明胶带的极片固定在钢板上；4.然后采用拉力测试仪器直接剥离涂覆层，根据拉力大小来判断材料与箔材之间的粘附力强弱。该方法能判断材料与箔材的粘结力，但无法判断粉体材料之间的粘结力强弱，而涂覆材料与涂覆材料之间的粘结力大小也对锂电池性能有着极大影响。另外该方法未充分考虑极片在电解液中的溶胀，真实有效的反映在锂电池在实际应用过程中的粘附力强弱。
发明内容
本发明提出了一种锂离子电池极片粘附力测试方法，能够简单快速有效地判定锂离子电池极片的粘附力大小。
实现本发明的技术方案是：
一种锂离子电池极片粘附力测试方法，包括以下步骤：
（1）首先将待测锂电池极片裁片称重，得到初始重量M1；
（2）将极片放入超声仪器液体中浸泡，保持极片与超声仪器中液体平面垂直并完全没入液体；
（3）开启超声，记录超声时间和功率，超声一段时间后取出测试极片；
（4）将超声后极片放在烘箱内进行烘烤，待烘干后进行称重，得到重量M2；
（5）根据极片超声前后差值，依据（M1-M2）/M1公式计算极片失重比，根据失重比大小来判断极片粘附力大小。
所述步骤（1）中极片裁片需一次成型，形状为圆形、方形或长方形的任意一种，极片裁片面积不小于10cm2。
所述极片称重精确到万分位。
所述步骤（2）中超声仪器中液体为水、甲醇、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮或电解液中的至少一种。
所述步骤（2）中极片位于超声容器中间位置，且极片底端不接触超声容器底部，上端要全部浸入液体中。
所述步骤（3）中超声功率100-600W，超声频率20-40KHz，超声时间30-120s。
所述步骤（4）中烘箱为鼓风式或者真空式，烘烤温度为50-110℃，烘烤时间5-30min。
本发明的有益效果是：本发明提供一种简单易行的锂离子电池极片粘附力的测试方法，利用极片涂覆料在超声振动下会相互脱离或从集流体脱落，粘附力大小不同会导致涂覆层脱落重量不同这一原理，能够快速准确地判定锂离子电池极片的附着力，并且可以一次性判定锂电池极片双面涂覆层的粘附力差别。另外该方法可以模拟极片在电解液中的溶胀，真实有效的反映其在锂电池实际应用过程中的粘附力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为极片粘附力测试流程图。
图2为极片粘附力测试示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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付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。
实施例1
锂离子电池极片粘附力的测试方法，包括如下步骤：
先准备锂离子电池负极片样品：使用不同的粘结剂含量的浆料，涂布得到样品负极片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
（1）将样品负极片Ⅰ裁片裁剪成面积为20cm2的圆形极片，称重，得到初始重量M1；
（2）将极片Ⅰ放入乙醇中浸泡1min，保持极片与超声仪器中液体平面垂直并完全没入；
（3）开启超声，超声功率600W，超声频率20KHz，超声时间30s，超声一段时间后取出测试极片；
（4）将超声后极片Ⅰ放在50℃烘箱内进行烘烤30min，烘干后进行称重，得到初始重量M2；
（5）根据极片超声前后差值，依据（M1-M2）/M1公式计算，得到极片Ⅰ失重比为4.65%。
采用同样的方法测试极片Ⅱ、极片Ⅲ、极片Ⅳ失重比分别为：4.02%、3.86%、3.35%，且可以观察到极片失重比大小与极片涂覆层的脱落面积一致。
结果对比：极片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ比较失重比测试结果，可以看出极片Ⅳ附着力好于极片Ⅲ、极片Ⅲ好于极片Ⅱ，极片Ⅱ好于极片Ⅰ。
在上述实施例中，锂离子电池的样品极片为负极片，包括以下材料：人造石墨、导电炭黑增稠剂（CMC）及粘结剂（SBR），其极片Ⅰ、极片Ⅱ、极片Ⅲ、极片Ⅳ质量比例分别为95.5:1.5:1.5:1.5、95:1.5:1.5:2、94.5:1.5:1.5:2.5、94:1.5:1.5:3。将上述比例材料按照相同的匀浆工艺制备成浆料，将浆料涂覆到厚度为10μm的铜箔上，过烘箱烘干、辊压后作为样品极片。
锂离子电池极片涂覆层间的粘性以及涂覆层与箔材间的粘性与配方中的粘结剂SBR有关，且与SBR的含量成正比关系。从理论上讲，在以上实施例，锂离子电池负极极片的涂覆层粘结力大小为Ⅳ＞Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ；而从测试结果可知，实际上的粉体粘结力大小为Ⅳ＞Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ，该测试结果与理论分析结果一致，也说明本发明的测试方法能够较好有效的评估锂离子电池极片涂覆层之间的粘附力强弱。
实施例2
锂离子电池极片粘附力的测试方法，包括如下步骤：
先准备锂离子电池负极片样品：制备方法与实施例1中一致，得到样品负极片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
（1）将样品负极片Ⅰ裁片裁剪成面积为20cm2的圆形极片，称重，得到初始重量M1；
（2）将极片Ⅰ放入乙醇中浸泡1min，保持极片与超声仪器中液体平面垂直并完全没入；
（3）开启超声，超声功率100W，超声频率40KHz超声时间120s，超声一段时间后取出测试极片；
（4）将超声后极片Ⅰ放在110℃烘箱内进行烘烤5min，烘干后进行称重，得到初始重量M2；
（5）根据极片超声前后差值，依据（M1-M2）/M1公式计算，得到极片Ⅰ失重比为7.76%。
采用同样的方法测试极片Ⅱ、极片Ⅲ、极片Ⅳ失重比分别为：6.42%、5.95%、4.28%，且可以观察到极片失重比大小与极片涂覆层的脱落面积一致。
结果对比：极片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ比较失重比测试结果，可以看出极片Ⅳ附着力好于极片Ⅲ、极片Ⅲ好于极片Ⅱ，极片Ⅱ好于极片Ⅰ。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锂离子电池极片粘附力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）首先将待测锂电池极片裁片称重，得到初始重量M1；
（2）将极片放入超声仪器液体中浸泡，保持极片与超声仪器中液体平面垂直并完全没入液体；
（3）开启超声，记录超声时间和功率，超声一段时间后取出测试极片；
（4）将超声后极片放在烘箱内进行烘烤，待烘干后进行称重，得到重量M2；
（5）根据极片超声前后差值，依据（M1-M2）/M1公式计算极片失重比，根据失重比大小来判断极片粘附力大小。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池极片粘附力测试方法，其特征在于：所述步骤（1）中极片裁片需一次成型，形状为圆形、方形或长方形的任意一种，极片裁片面积不小于10cm2。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池极片粘附力测试方法，其特征在于：所述极片称重精确到万分位。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池极片粘附力测试方法，其特征在于：所述步骤（2）中超声仪器中液体为水、甲醇、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮或电解液中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池极片粘附力测试方法，其特征在于：所述步骤（2）中极片位于超声容器中间位置，且极片底端不接触超声容器底部，上端要全部浸入液体中。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池极片粘附力测试方法，其特征在于：所述步骤（3）中超声功率100-600W，超声频率20-40KHz，超声时间30-120s。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池极片粘附力测试方法，其特征在于：所述步骤（4）中烘箱为鼓风式或者真空式，烘烤温度为50-110℃，烘烤时间5-30min。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111044453A (zh) * 2019-12-27 2020-04-21 浙江锋源氢能科技有限公司 一种基材表面涂层结合力的测定方法
CN111157445A (zh) * 2019-12-27 2020-05-15 江苏天鹏电源有限公司 一种测试锂离子电池材料内部结合力方法
CN112362576A (zh) * 2020-07-21 2021-02-12 万向一二三股份公司 一种陶瓷浆料粘附力的测试方法
CN112461754A (zh) * 2020-11-20 2021-03-09 山东精工电子科技有限公司 锂离子电池极片粘结力的测试方法
WO2021238201A1 (zh) * 2020-05-25 2021-12-02 蜂巢能源科技有限公司 一种预判含有包覆层的正极材料的包覆层脱落量的方法
CN114397219A (zh) * 2022-01-25 2022-04-26 上海兰钧新能源科技有限公司 一种浸润时长测算方法及装置
CN114518322A (zh) * 2022-03-11 2022-05-20 江苏卓高新材料科技有限公司 集流体和涂覆层之间粘结力的测量装置以及其测量方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6249239A (ja) * 1985-08-28 1987-03-03 Nec Corp 薄膜の付着力測定方法
CN1995965A (zh) * 2005-12-26 2007-07-11 比亚迪股份有限公司 一种测定电池极片敷料强度的方法
CN101581658A (zh) * 2008-05-16 2009-11-18 比亚迪股份有限公司 一种测定极片活性材料层颗粒的粘结强度的方法
CN102183457A (zh) * 2011-03-04 2011-09-14 安徽省（水利部淮河水利委员会）水利科学研究院 涂层附着力或粘结层粘结强度的测试方法
CN105140578A (zh) * 2015-08-28 2015-12-09 天能电池集团有限公司 一种检测铅酸蓄电池正极活性物质软化程度的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6249239A (ja) * 1985-08-28 1987-03-03 Nec Corp 薄膜の付着力測定方法
CN1995965A (zh) * 2005-12-26 2007-07-11 比亚迪股份有限公司 一种测定电池极片敷料强度的方法
CN101581658A (zh) * 2008-05-16 2009-11-18 比亚迪股份有限公司 一种测定极片活性材料层颗粒的粘结强度的方法
CN102183457A (zh) * 2011-03-04 2011-09-14 安徽省（水利部淮河水利委员会）水利科学研究院 涂层附着力或粘结层粘结强度的测试方法
CN105140578A (zh) * 2015-08-28 2015-12-09 天能电池集团有限公司 一种检测铅酸蓄电池正极活性物质软化程度的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邵丹 等: "电池极片中粘结剂检测技术研究进展", 《电源技术》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111044453A (zh) * 2019-12-27 2020-04-21 浙江锋源氢能科技有限公司 一种基材表面涂层结合力的测定方法
CN111157445A (zh) * 2019-12-27 2020-05-15 江苏天鹏电源有限公司 一种测试锂离子电池材料内部结合力方法
CN111157445B (zh) * 2019-12-27 2022-12-27 江苏天鹏电源有限公司 一种测试锂离子电池材料内部结合力方法
WO2021238201A1 (zh) * 2020-05-25 2021-12-02 蜂巢能源科技有限公司 一种预判含有包覆层的正极材料的包覆层脱落量的方法
CN112362576A (zh) * 2020-07-21 2021-02-12 万向一二三股份公司 一种陶瓷浆料粘附力的测试方法
CN112461754A (zh) * 2020-11-20 2021-03-09 山东精工电子科技有限公司 锂离子电池极片粘结力的测试方法
CN114397219A (zh) * 2022-01-25 2022-04-26 上海兰钧新能源科技有限公司 一种浸润时长测算方法及装置
CN114518322A (zh) * 2022-03-11 2022-05-20 江苏卓高新材料科技有限公司 集流体和涂覆层之间粘结力的测量装置以及其测量方法

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