CN111077455A - 一种软包锂离子电池析锂检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的软包锂离子电池析锂检测方法，包括将铜箔对折成所需的长度和宽度，并将裁剪后的铜箔浸泡在浓硫酸中后取出进行干燥处理后得到参照电极；制作裸电芯后，对裸电芯进行正/负极耳的焊接，焊接后进行铝塑膜顶封，并将铝塑膜顶封后的电芯的侧面一侧开口；将所述参照电极从所述电芯侧面开口处插入电芯，得到锂离子电池；在充放电过程中，监控所述锂离子电池负极及参照电极之间的电压变化；根据所述电压变化判断所述锂离子电池是否发生析锂。本发明中提供的电池析锂检测方法，利用了参照电极，可以更加科学及准确的判断锂电池是否发生析锂，避免了现有技术中肉眼观察析锂出现的误判情况。
Description
【技术领域】
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种软包锂离子电池析锂检测方法。
【背景技术】
随着动力锂离子电池在电动大巴、乘用车、物流车等领域的普及应用，但是电动汽车对锂离子电池寿命的要求越来越高，其中电池的容量衰减是制约电动汽车快速发展的一大瓶颈之一。
各大动力电池企业均在引进新技术、新工艺、优化电芯设计以及导入新材料等措施来延长电池的循环次数。若新技术、工艺不成熟，电芯设计不合理(NP比偏低，浆料配比不恰当)，新材料缺陷等，就会导致电池长期循环测试时负极容易发生析锂，锂枝晶的生长很容易刺穿隔膜导致正负极短路，引发电池起火，造成充放电设备烧毁，更严重会引发火灾。
目前锂离子电池析锂的检测方法主要是拆解后观察负极界面，但是当电池轻微析锂时使用这种方法就很难发现析锂。因此，若要对析锂做出精确的判断，还需要进行更为科学的方法，从而避免锂离子电池由于负极析锂导致起火问题。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于：针对现有技术中无法更加科学精确的判断锂离子电池负极是否发生析锂而导致的安全问题，本发明提供一种软包锂离子电池析锂检测方法，其可更加客观更加精确的判断锂离子电池是否发生析锂，从而有效的避免了由于析锂带来的安全问题。
本发明的提供一种软包锂离子电池析锂检测方法，其包括以下步骤：
将铜箔对折成所需的长度和宽度，并将裁剪后的铜箔浸泡在浓硫酸中后取出进行干燥处理后得到参照电极；
制作裸电芯后，对裸电芯进行正/负极耳的焊接，焊接后进行铝塑膜顶封，并将铝塑膜顶封后的电芯的侧面一侧开口；
将所述参照电极从所述电芯侧面开口处插入电芯，按照常规工艺进行陈化、化成、二封、分容等处理得到锂离子电池；
对所述锂离子电池进行充放电；
在充放电过程中，监控所述锂离子电池负极及参照电极之间的电压变化；
根据所述电压变化判断所述锂离子电池是否发生析锂。
在一个优选实施例中，所述铜箔的厚度为6um-8um之间，所述对折后的铜箔的宽度为18um-20um之间，所述对折后的铜箔的长度为80um-100um之间，在浓硫酸中浸泡的时间为3-5min。
在一个优选实施例中，将干燥后的铜箔的一端与负极焊接，并在焊接点处贴上高温胶带，同时用隔膜包裹铜箔的长度方向，铜箔的宽度方向保持开口。
在一个优选实施例中，所述锂离子电池具有三个电极，分别为正极、负极和所述参照电极。
在一个优选实施例中，所述参照电极从所述电芯侧面开口处插入电芯后，使用铝塑膜侧封，然后入烤箱干燥后将所述锂离子电池置于手套箱中，将锂片插入所述参照电极的铜箔中并注入电解液，再按照常规工艺进行陈化、化成、二封、分容处理。
在一个优选实施例中，所述手套箱中的水氧值应分别小于等于0.1ppm；所述锂片的厚度为0.25mm-0.5mm，直径为15mm-16mm。
在一个优选实施例中，将所述锂离子电池的正极和负极连接至自动充放电设备中，进行充放电的循环。
在一个优选实施例中，将所述锂离子电池的正极、负极及参照电极分别连接到电压记录仪上，在锂离子电池充放电的过程中利用电压记录仪监控正极、负极及参照电极之间的电压变化。
在一个优选实施例中，当负极与参照电极之间的电压小于等于零时，代表发生析锂，反则当负极与参照电极之间的电压大于零时则没有发生析锂。
在一个优选实施例中，当所述当负极与参照电极之间的电压小于等于零时，通过声音报警装置进行报警。
本发明产生的有益效果是：本发明中的软包锂离子电池析锂检测方法，通过制备参照电极，及比较参照电极与负极之间的电压变化来判断是否发生析锂，使得判断的过程更加精确化科学化，避免了现有技术中肉眼观察析锂出现的误判情况。
【附图说明】
图1为本发明中的软包锂离子电池析锂检测方法的流程图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
参见图1，本发明的软包锂离子电池析锂检测方法，包括以下步骤：
S110、制备参照电极：
本发明实施例中，参照电极选取铜箔进行制备，具体的，将铜箔对折成所需的长度和宽度，并将裁剪后的铜箔浸泡在浓硫酸中一段时间后取出进行干燥处理待用。所述参照电极也可称呼为参比电极。
在本发明实施例中，所述铜箔的厚度优选为6um-8um之间，所述对折后的铜箔的宽度优选为18um-20um之间，所述对折后的铜箔的长度优选为80um-100um之间，在浓硫酸中浸泡的时间为3-5min。浓硫酸的浓度可按照常规的工艺需要来选择。
S120、制备电芯：
本发明实施例中，按照常规生产工艺制作裸电芯后，按照常规工艺对裸电芯进行正/负极耳的焊接，焊接后进行铝塑膜顶封，并将铝塑膜顶封后的电芯的侧面一侧开口。
将步骤S110干燥后的铜箔的一端与负极焊接，并在焊接点处贴上高温胶带，同时用隔膜包裹铜箔的长度方向，铜箔的宽度方向保持开口。
S130、制备具有参照电极的锂离子电池：
本发明实施例中的锂离子电池具有三个电极，分别为正极、负极和所述参照电极，所述参照电极从所述电芯侧面开口处插入电芯，使用铝塑膜侧封；然后入烤箱干燥后将所述锂离子电池置于手套箱中，将锂片插入所述参照电极的铜箔中并注入电解液，再按照常规工艺进行陈化、化成、二封、分容等处理得到本发明的锂离子电池。
优选的所述手套箱中的水氧值应分别小于等于0.1ppm；
所述锂片的厚度为0.25-0.5mm，直径为15-16mm。
S140、对所述锂离子电池进行充放电：
具体的，将所述锂离子电池的正极和负极连接至自动充放电设备中，进行充放电的循环。在实际的使用中，可变换多种充放电的状态进行充放电测试。
S150、监控所述锂离子电池的正极、负极及参照电极之间的电压变化：
本发明实施例中，将所述锂离子电池的正极、负极及参照电极分别连接到电压记录仪上，在锂离子电池充放电的过程中利用电压记录仪来监控正极、负极及参照电极之间的电压变化。
S160、根据所述电压变化判断所述锂离子电池是否发生析锂。
具体的，当负极与参照电极之间的电压小于等于零时，代表发生析锂，反则当负极与参照电极之间的电压大于零时则没有发生析锂。
进一步的，还可设置报警装置，当所述当负极与参照电极之间的电压小于等于零时，可通过报警装置进行报警，此报警装置可以为声音报警。
本发明中提供的电池析锂检测方法，利用了参照电极，可以更加科学及准确的判断锂电池是否发生析锂，避免了现有技术中肉眼观察析锂出现的误判情况，且最重要的本发明的检测方法不需要耗费大量的时间，且锂电池在充放电过程中活性锂也不会损失。
为了更加清楚的描述本发明的软包锂离子电池析锂检测方法，以下面的例子来具体描述，锂检测方法可以包含以下流程：
(1)将厚度为6um铜箔对折成宽度20mm，长度80mm，对折后浸泡在浓硫酸中3分钟后取出干燥，干燥后的铜箔一端与负极极耳通过超声焊焊接，并且在焊接点处贴上高温胶带，同时用隔膜包裹铜箔长度方向，宽度方向保持开口，得到参照电极；
(2)按常规生产工艺制作裸电芯，取完成叠片、极耳焊接后的裸电芯进行铝塑膜顶封，保持侧面一侧开口，得到电芯；
(3)将所述预制备的参照电极从电芯侧面开口处插入，并且铝塑膜侧封，入烤箱干燥，干燥完成后将具备三个电极的锂离子电池置于手套箱中，其中手套箱中的水氧值分别控制在0.1ppm以下，将直径15mm，厚度0.25mm的锂片插入预制备参照电极的铜箔中，同时注入电解液，并按常规生产工艺将三电极锂离子电池陈化、化成、二封、分容，得到具备参照电极的锂离子电池。
(4)将电压记录仪连接到所述锂离子电池的正极、负极、及参照电极上；
(5)对所述锂离子电池进行充放电，并在充放电的过程中监控正极、负极及参照电极之间的电压变化；
(6)当负极与参照电极之间的电压小于等于零时，代表发生析锂，否则当负极与参照电极之间的电压大于零时则没有发生析锂。并在发生析锂后通过声音报警装置进行报警，提示使用者发生析锂。
本发明的软包锂离子电池析锂检测方法，并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (10)
1.一种软包锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
将铜箔对折成所需的长度和宽度，并将裁剪后的铜箔浸泡在浓硫酸中后取出进行干燥处理后得到参照电极；
制作裸电芯后，对裸电芯进行正/负极耳的焊接，焊接后进行铝塑膜顶封，并将铝塑膜顶封后的电芯的侧面一侧开口；
将所述参照电极从所述电芯侧面开口处插入电芯，按照常规工艺进行陈化、化成、二封、分容等处理得到锂离子电池；
对所述锂离子电池进行充放电；
在充放电过程中，监控所述锂离子电池负极及参照电极之间的电压变化；
根据所述电压变化判断所述锂离子电池是否发生析锂。
2.根据权利要求1所述的软包锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，所述铜箔的厚度为6um-8um之间，所述对折后的铜箔的宽度为18um-20um之间，所述对折后的铜箔的长度为80um-100um之间，在浓硫酸中浸泡的时间为3-5min。
3.根据权利要求1所述的软包锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，将干燥后的铜箔的一端与负极焊接，并在焊接点处贴上高温胶带，同时用隔膜包裹铜箔的长度方向，铜箔的宽度方向保持开口。
4.根据权利要求1所述的软包锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，所述锂离子电池具有三个电极，分别为正极、负极和所述参照电极。
5.根据权利要求1所述的软包锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，所述参照电极从所述电芯侧面开口处插入电芯后，使用铝塑膜侧封，然后入烤箱干燥后将所述锂离子电池置于手套箱中，将锂片插入所述参照电极的铜箔中并注入电解液，再按照常规工艺进行陈化、化成、二封、分容处理。
6.根据权利要求5所述的软包锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，所述手套箱中的水氧值应分别小于等于0.1ppm；所述锂片的厚度为0.25mm-0.5mm，直径为15mm-16mm。
7.根据权利要求1所述的软包锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，将所述锂离子电池的正极和负极连接至自动充放电设备中，进行充放电的循环。
8.根据权利要求1所述的软包锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，将所述锂离子电池的正极、负极及参照电极分别连接到电压记录仪上，在锂离子电池充放电的过程中利用电压记录仪监控正极、负极及参照电极之间的电压变化。
9.根据权利要求1所述的软包锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，
当负极与参照电极之间的电压小于等于零时，代表发生析锂，反则当负极与参照电极之间的电压大于零时则没有发生析锂。
10.根据权利要求1所述的软包锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，
当所述当负极与参照电极之间的电压小于等于零时，通过声音报警装置进行报警。
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