CN111624128B - 一种电解液剩余质量的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电解液剩余质量的检测方法,取已知比热容的标准样作为第一样品,取与待测电池的电解液配比相同的对照样为第二样品,同时对第一样品和第二样品升温得到第二样品的比热容,使第二样品相变得到其相变潜热;将待测电池和第二样品降温至相同的第一温度直至冷冻成固态,再升温至相同的第二温度直至变成液态,根据待测电池和第二样品吸收的热容量的差值,以及比热容和相变潜热计算得到待测电池与第二样品的质量差Δm;最后得到待测电池的电解液剩余质量。所述方法能够对锂离子电池的电解液剩余质量进行检测而不是某一种物质,并且不需要对电池的原结构进行拆解即可实现检测电池的电解液剩余质量,能够对电池的全寿命过程进行原位检测。

Description

一种电解液剩余质量的检测方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域,尤其涉及一种电解液剩余质量的检测方法。
背景技术
锂离子电池是一种可充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。电解液是锂离子电池的“血液”,在电池中正负极之间起到传导离子的作用,是锂离子电池获得高电压、高功率等优良性能的保证。电解液一般由有机溶剂、电解质锂盐、添加剂组合组成,在一定条件下,按一定比例配制而成的。
锂离子电池的电解液干涸是一种常见老化模式,随着电解液量的下降,电解液中的可用锂离子减少,导致锂离子传输困难,内阻增加,电池功率和性能下降。如能探测电解液在寿命全过程中含量的实时变化,可对初始电解液定量、电解液补充策略等带来启发。因此,测量锂离子电池的剩余电解液量,对于分析锂离子电池具有重要意义。
目前常用的电解液检测方法一般很局限,例如:游离酸的检测,锂元素的含量的检测都是局限在电解液中的某一种物质以及在某一阶段的检测,并且在传统方式中由于需要拆解电池才能进行检测,因此在不拆解电池的情况下,对剩余电解液量进行定量测量非常困难。然而,由于需要拆解电池导致电池报废无法恢复,因此无法实现在电池的全寿命过程中对其进行原位检测。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷,本发明实施例提供了一种电解液剩余质量的检测方法,包括:
取已知比热容为Cps的标准样作为第一样品,取与所述待测电池的电解液配比相同的对照样为第二样品,使得所述第二样品的比热容以及相变潜热与所述待测电池相同,且所述第二样品的质量与所述待测电池的原始电解液的质量相同;
测量所述第一样品的质量ms,所述第二样品的质量m1
将所述第一样品和所述第二样品进行相同的升温处理,对所述第一样品和所述第二样品的测量结果进行对比,并根据ms和m1计算得到所述第二样品的比热容Cp;
将所述第二样品降温直至冷冻成固态,再升温使固态的所述第二样品熔化至液态,计算得到所述第二样品的相变潜热a;
将所述待测电池和所述第二样品降温至相同的第一温度直至冷冻成固态,再升温至相同的第二温度直至变成液态,从而能得到所述待测电池从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中吸收到的热容量和所述第二样品从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中吸收到的热容量,并根据所述相变潜热a和所述第二样品的比热容Cp,计算得到所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm;
最后计算得到所述待测电池的电解液剩余质量m2=m1-Δm。
进一步地,将所述第一样品和所述第二样品进行相同的升温处理,对所述第一样品和所述第二样品的测量结果进行对比,并根据ms和m1计算得到所述第二样品的比热容Cp的步骤包括:
提前打开DSC测试仪器;
将所述第一样品和所述第二样品分别放入所述DSC测试仪器的坩埚中,并将温度维持在第三温度;
将所述第一样品和所述第二样品同时逐步升温至第四温度,所述第一样品和所述第二样品在所述第三温度和所述第四温度下都为液态;
分别得到在升温前后所述第一样品所吸收的热容量Qs,所述第二样品所吸收的热容量Q1,以及所述坩埚所吸收的热容量Q0
根据公式
Figure GDA0002895315180000021
计算得到所述第二样品的比热容Cp,所述待测电池的比热容与所述第二样品的比热容Cp相同。
进一步地,所述第三温度为10℃,所述第四温度为30℃。
进一步地,将所述第二样品降温直至冷冻成固态,再升温使固态的所述第二样品熔化至液态,计算得到所述第二样品的相变潜热a的步骤包括:
将所述第二样品放入DSC测试仪器的坩埚中,降温直至所述第二样品完全冷冻成固态;
再逐步升温将所述第二样品从固态熔化成液态以实现其相变;
分别得到在同一温度下所述第二样品相变前后所吸收的热容量Q2,以及所述坩埚所吸收的热容量Q0’;
根据公式Q2-Q0'=a*m1,计算得到所述第二样品的相变潜热a,所述待测电池的相变潜热与所述第二样品的相变潜热a相同。
进一步地,“将所述第二样品放入DSC测试仪器的坩埚中,降温直至所述第二样品完全冷冻成固态”的步骤具体为:将所述第二样品降温至-43℃或以下,并维持15min以将所述第二样品完全冷冻成固态;再逐步升温至20℃将所述第二样品从固态熔化成液态;在同一温度下所述第二样品从固态熔化成液态的时间段内,得到该时间段内所述第二样品所吸收的热容量Q2,以及该时间段内所述坩埚所吸收的热容量Q0’。
进一步地,将所述待测电池与所述第二样品降温至相同的第一温度直至冷冻成固态,再升温至相同的第二温度直至变成液态,从而能得到所述待测电池从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中吸收到的热容量和所述第二样品从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中吸收到的热容量,并根据所述相变潜热a和所述第二样品的比热容Cp,计算得到所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm的步骤包括:
将所述待测电池和所述第二样品分别放入DSC测试仪器的坩埚中,降温至所述第一温度以实现所述待测电池和所述第二样品完全冷冻成固态;
再逐步升温至所述第二温度将所述待测电池和第二样品从固态熔化成液态;
分别得到所述第二样品从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中所吸收的热容量Q3,所述待测电池从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中所吸收的热容量Q4
根据公式Q3-Q4=Cp*Δm*ΔT+a*Δm,计算得到所述待测电池与所述第二样品的质量差Δm。
本发明还涉及一种电解液剩余质量的检测方法,包括:
取已知比热容为Cps的标准样作为第一样品,取与待测电池的电解液配比相同的对照样为第二样品,使得所述第二样品的比热容以及相变潜热与所述待测电池相同,且所述第二样品的质量与所述待测电池的原始电解液的质量相同;
测量所述第一样品的质量ms,所述第二样品的质量m1
将所述第一样品和所述第二样品进行相同的升温处理,对所述第一样品和所述第二样品的测量结果进行对比,并根据ms和m1计算得到所述第二样品的比热容Cp;
将所述待测电池和所述第二样品降温至相同的第五温度直至冷冻成固态,再升温至相同的第六温度直至变成液态,从而计算得到所述第二样品的相变潜热a;以及所述第二样品从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q3,所述待测电池从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q4
根据Q3、Q4、相变潜热a、所述第二样品的比热容Cp,计算得到所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm;
最后计算得到所述待测电池的电解液剩余质量m2=m1-Δm。
进一步地,将所述第一样品和所述第二样品进行相同的升温处理,对所述第一样品和所述第二样品的测量结果进行对比,并根据ms和m1计算得到所述第二样品的比热容Cp的步骤包括:
提前打开DSC测试仪器;
将所述第一样品和所述第二样品分别放入所述DSC测试仪器的坩埚中,并将温度维持在第三温度;
将所述第一样品和所述第二样品同时逐步升温至第四温度,所述第一样品和所述第二样品在所述第三温度和所述第四温度下都为液态;
分别得到在升温前后所述第一样品所吸收的热容量Qs,所述第二样品所吸收的热容量Q1,以及所述坩埚所吸收的热容量Q0
根据公式
Figure GDA0002895315180000041
计算得到所述第二样品的比热容Cp,所述待测电池的比热容与所述第二样品的比热容Cp相同。
进一步地,将所述待测电池和所述第二样品降温至相同的第五温度直至冷冻成固态,再升温至相同的第六温度直至变成液态,从而计算得到所述第二样品的相变潜热a;以及所述第二样品从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q3,所述待测电池从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q4;根据Q3、Q4、相变潜热a、所述第二样品的比热容Cp,计算得到所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm的步骤包括:
将所述第二样品和所述待测样品分别放入DSC测试仪器的坩埚中,降温至所述第五温度使所述第二样品和所述待测样品完全冷冻成固态;
再逐步升温至所述第六温度使得所述第二样品和所述待测样品从固态熔化成液态;
分别得到在同一温度下所述第二样品相变前后所吸收的热容量Q2,以及所述坩埚所吸收的热容量Q0’;
根据公式Q2-Q0'=a*m1,计算得到所述第二样品的相变潜热a,所述待测电池的相变潜热与所述第二样品的相变潜热a相同;
分别得到所述第二样品从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q3,所述待测电池从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q4
根据公式Q3-Q4=Cp*Δm*ΔT+a*Δm,计算得到所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm。
进一步地,所述第五温度为-43℃,所述第六温度为20℃。
本发明的有益效果如下:
所述方法能够对电池的电解液剩余质量进行检测而不是某一种物质,并且不需要对电池的原结构进行拆解即可实现检测电池的电解液剩余质量,能够做到对电池的全寿命过程进行原位检测。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
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是本发明实施例中一种电解液剩余质量的检测方法的流程示意图;
图2是本发明实施例中步骤S200的具体流程示意图;
图3是本发明实施例中步骤S300的具体流程示意图;
图4是本发明实施例中步骤S400的具体流程示意图;
图5是本发明实施例中另一检测方法的流程示意图;
图6是本发明实施例中DSC测试仪器示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。
为达到上述目的,本发明提供一种电解液剩余质量的检测方法,如图1所示,包括如下步骤S100~步骤S500:
步骤S100:取已知比热容为Cps的标准样作为第一样品,取与待测电池的电解液配比相同的对照样为第二样品,使得所述第二样品的比热容以及相变潜热与所述待测电池相同,且所述第二样品的质量与所述待测电池的原始电解液的质量相同;
测量所述第一样品的质量ms,所述第二样品的质量m1
具体的,所述第一样品为比热容已知的标准样,可以是比热容已知的电池或者是其他比热容已知的物品,例如铝块、铜块等。所述第二样品只要包含与所述待测电池的电解液的配比相同的电解液即可,可以是电池或者是其他物品。由于电解液的配比相同,因此所述第二样品的比热容和相变潜热与所述待测电池相同。所述第二样品作为所述待测电池的对照样,所述第二样品的质量与所述待测电池的原始电解液的质量相同,所述第二样品的电解液从未出现干涸的情况,其电解液全部能够进行反应。这里的所述第二样品的比热容、相变潜热以及质量指所述第二样品中所包含的电解液的比热容、相变潜热以及质量。
步骤S200:将所述第一样品和所述第二样品进行相同的升温处理,对所述第一样品和所述第二样品的测量结果进行对比,并根据ms和m1计算得到所述第二样品的比热容Cp。
步骤S300:将所述第二样品降温直至冷冻成固态,再升温使固态的所述第二样品熔化至液态,计算得到所述第二样品的相变潜热a。
步骤S400:将所述待测电池与所述第二样品降温至相同的第一温度直至冷冻成固态,再升温至相同的第二温度直至变成液态,从而能得到所述待测电池从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中吸收到的热容量和所述第二样品从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中吸收到的热容量,并根据所述相变潜热a和所述第二样品的比热容Cp,计算得到所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm。
步骤S500:最后计算得到所述待测电池的电解液剩余质量m2=m1-Δm。
本申请中的方法能够对锂离子电池的电解液剩余质量进行检测而不是某一种物质,并且本申请对电池进行升降温处理,虽然在冷冻过程中会对电池有一定的影响但是不影响电解液的含量测试,相比于现有技术本方案不需要对电池的原结构进行拆解即可实现检测电池的电解液剩余质量。另外对电池没有造成完全性地破坏,能够实现对电池的全寿命过程进行原位检测。
在本实施方式中,如图2所示,所述步骤S200包括如下步骤S201~步骤S205:
步骤S201:提前打开DSC测试仪器;优选的,至少提前1小时打开。
步骤S202:将所述第一样品和所述第二样品分别放入所述DSC测试仪器的坩埚中,并将温度维持在第三温度。
如图6所示,所述DSC测试仪器包含两个坩埚,所述第一样品和所述第二样品分别放在两个坩埚内,所述坩埚内具有加热器和传感器,所述加热器能够对坩埚中的第一样品和第二样品加热,所述传感器用于得到第一样品和第二样品的热容量。
步骤S203:将所述第一样品和所述第二样品同时逐步升温至第四温度,所述第一样品和所述第二样品在所述第三温度和所述第四温度下都为液态。
步骤S204:分别得到在升温前后所述第一样品所吸收的热容量Qs,所述第二样品所吸收的热容量Q1,以及所述坩埚所吸收的热容量Q0
具体的,根据Q=Cp*m*ΔT,所述第一样品和所述第二样品在同样的温度变化情况下,能够得到等式:
Figure GDA0002895315180000071
由于,所述坩埚在升温的过程中也吸收一部分的热量,因此去掉所述坩埚吸收的热容量Q0以减少误差。本申请中所涉及的所述第一样品、所述第二样品和所述待测电池所吸收的热容量实际是包含与其对应的坩埚所吸收的热容量。
根据公式(1)能够得到公式:
Figure GDA0002895315180000072
步骤S205:从而根据公式(2)计算得到所述第二样品的比热容Cp,由于所述待测电池的电解液配比与所述第二样品相同,因此所述待测电池的比热容与所述第二样品的比热容Cp相同。
在一具体实施方式中,所述第三温度为10℃,并在10℃下至少维持15min。所述第四温度为30℃。在其他具体实施方式中,所述第三温度和所述第四温度也可是其他数值,只要保证所述第一样品和所述第二样品在所述第三温度和所述第四温度下都为液态,且未发生相变即可。
在本实施方式中,如图3所示,所述步骤S300包括如下步骤S301~步骤S304:
步骤S301:将所述第二样品放入DSC测试仪器的坩埚中,降温直至所述第二样品完全冷冻成固态。
步骤S302:再逐步升温将所述第二样品从固态熔化成液态以实现其相变。
步骤S303:分别得到在同一温度下所述第二样品相变前后所吸收的热容量Q2,以及所述坩埚所述吸收的热容量Q0’;
步骤S304:根据公式:Q2-Q0'=a*m1..................................(3)
其中,去掉所述坩埚所述吸收的热容量Q0’同样也是为减少误差。
计算得到所述第二样品的相变潜热a。由于所述待测电池的电解液配比与所述第二样品相同,因此所述待测电池的相变潜热与所述第二样品的相变潜热a相同。
具体的,在步骤S301中,将所述第二样品降温至-43℃或以下,并维持15min以将所述第二样品完全冷冻成固态。在步骤S302中,再逐步升温至20℃将所述第二样品从固态熔化成液态。在其他实施方式中,步骤S301和步骤S302中的温度可以是其他温度,只需要保证所述第二样品先降温冷冻至固态再升温熔化成液态。在步骤S303中,在同一温度下所述第二样品从固态熔化成液态的时间段内,得到该时间段内所述第二样品所吸收的热容量Q2,以及该时间段内所述坩埚所吸收的热容量Q0’。
相变潜热指单位质量的物质在等温等压情况下,从一个相变化到另一个相吸收或放出的热量。步骤S300是通过所述第二样品从固态变为液态的过程中,在某一具体温度下,所述第二样品处于固态-液态的临界状态,在该临界状态下,所述第二样品吸热将其从固态变成液态但同时其温度保持不变。在该临界状态所持续的时间段内取所述第二样品所吸收的热容量Q2,根据公式(3)能够计算得到其相变潜热a。
在本实施方式中,如图4所示,所述步骤S400包括步骤S401~步骤S404:
步骤S401:将所述待测电池和所述第二样品分别放入DSC测试仪器的坩埚中,降温至所述第一温度以实现所述待测电池和所述第二样品完全冷冻成固态。
步骤S402:再逐步升温至所述第二温度将所述所述待测电池和第二样品从固态熔化成液态。
步骤S403:分别得到所述第二样品从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中所吸收的热容量Q3,所述待测电池从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中所吸收的热容量Q4
步骤S404:根据公式:Q3-Q4=Cp*Δm*ΔT+a*Δm.......................(4)
其中公式(4)中,ΔT为所述第二温度与所述第一温度之间的温差值。
计算得到所述待测电池与所述第二样品的质量差Δm。
具体的,在步骤S401中所述第一温度和在步骤S402中所述第二温度可以根据实际情况进行调整变化,只需要保证所述待测电池和所述第二样品在所述第一温度下可冷冻成固态,在所述第二温度下能熔化成液态。
一方面,由于所述待测电池的电解液配比与所述第二样品相同,只不过所述待测电池中的部分电解液发生干涸从而不能吸收热量,而所述第二样品中的电解液未发生干涸,全部的电解液都可吸收热量。因此在步骤403中,所述待测样品吸收的热容量Q4与所述第二样品吸收的热容量Q3之间的差值是由于干涸部分的电解液所引起的。
另一方面,从所述第一温度下的固态转变成第二温度下的液态,所述待测电池和所述第二样品所吸收的热量包括两部分,第一部分是从所述第一温度升温至所述第二温度所吸收的热容量Cp*m*ΔT;第二部分是在某一温度下,从固态转变成液态由相变所吸收的热容量a*m。
由此,可以得出公式(4)。Δm即为所述待测电池中干涸部分的电解液的质量。
本申请还提供另一种电解液剩余质量的检测方法,该方法相比于上述的方法,将步骤S300和步骤S400同时进行,不再分开操作,因此只需要对所述第二样品进行一次冷冻至固态再升温熔化至液态的操作步骤。如图5所示,该检测方法包括如下步骤S100’~S400’:
步骤S100’:取已知比热容为Cps的标准样作为第一样品,取与待测电池的电解液配比相同的对照样为第二样品,使得所述第二样品的比热容以及相变潜热与所述待测电池相同,且所述第二样品的质量与所述待测电池的原始电解液的质量相同;
测量所述第一样品的质量ms,所述第二样品的质量m1
步骤S200’:将所述第一样品和所述第二样品进行相同的升温处理,对所述第一样品和所述第二样品的测量结果进行对比,并根据ms和m1计算得到所述第二样品的比热容Cp;
步骤S300’:将所述待测电池和所述第二样品降温至相同的第五温度直至冷冻成固态,再升温至相同的第六温度直至变成液态,从而计算得到所述第二样品的相变潜热a;以及所述第二样品从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q3,所述待测电池从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q4
根据Q3、Q4、相变潜热a、所述第二样品的比热容Cp,计算得到所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm;其中公式(4)中,ΔT为所述第六温度与所述第五温度之间的温差值。
步骤S400’:最后计算得到所述待测电池的电解液剩余质量m2=m1-Δm。
其中,步骤S200’中计算所述第二样品的比热容的方法与上述方法中的步骤S200相同;步骤S300’中计算所述第二样品的相变潜热a的方法与上述方法中的步骤S300相同,步骤S300’中计算所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm的方法与上述方法中的步骤S400相同。
另外,在步骤S300’中的所述第五温度和所述第六温度可以根据实际情况进行调整变化,只需要保证所述待测电池和所述第二样品在所述第五温度下可冷冻成固态,在所述第六温度下能熔化成液态。在一具体实施方式中,所述第五温度可以为-43℃,所述第六温度可以为20℃。
本申请中的检测方法是从锂离子电池的整体角度出发,利用DSC分析法,对锂离子电池进行降温升温处理以达到相变的效果,检测锂离子电池在该过程中所吸收的热量。根据所述待测电池由于部分电解液干涸使得其与未干涸的对照电池所吸收的热容量之间的差值,能够计算得到待测电池中干涸的电解液的质量Δm,进而能够得到所述待测电池的剩余电解液质量。该方法能够在不破坏,不拆解电池的情况下,检测在电池全生命周期的过程中电解液含量的实时变化,从而可以掌握电池实时的性能,以及其耐久性和安全性,并对初始电解液定量、电解液补充策略等带来启发。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电解液剩余质量的检测方法,其特征在于,包括:
取已知比热容为Cps的标准样作为第一样品,取与待测电池的电解液配比相同的对照样为第二样品,使得所述第二样品的比热容以及相变潜热与所述待测电池相同,且所述第二样品的质量与所述待测电池的原始电解液的质量相同;
测量所述第一样品的质量ms,所述第二样品的质量m1
将所述第一样品和所述第二样品进行相同的升温处理,对所述第一样品和所述第二样品的测量结果进行对比,并根据ms和m1计算得到所述第二样品的比热容Cp;
将所述第二样品降温直至冷冻成固态,再升温使固态的所述第二样品熔化至液态,计算得到所述第二样品的相变潜热a;
将所述待测电池和所述第二样品降温至相同的第一温度直至冷冻成固态,再升温至相同的第二温度直至变成液态,从而能得到所述待测电池从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中吸收到的热容量和所述第二样品从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中吸收到的热容量,并根据所述相变潜热a和所述第二样品的比热容Cp,计算得到所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm;
最后计算得到所述待测电池的电解液剩余质量m2=m1-Δm。
2.根据权利要求1所述的电解液剩余质量的检测方法,其特征在于,将所述第一样品和所述第二样品进行相同的升温处理,对所述第一样品和所述第二样品的测量结果进行对比,并根据ms和m1计算得到所述第二样品的比热容Cp的步骤包括:
提前打开DSC测试仪器;
将所述第一样品和所述第二样品分别放入所述DSC测试仪器的坩埚中,并将温度维持在第三温度;
将所述第一样品和所述第二样品同时逐步升温至第四温度,所述第一样品和所述第二样品在所述第三温度和所述第四温度下都为液态;
分别得到在升温前后所述第一样品所吸收的热容量Qs,所述第二样品所吸收的热容量Q1,以及所述坩埚所吸收的热容量Q0
根据公式
Figure FDA0002895315170000011
计算得到所述第二样品的比热容Cp。
3.根据权利要求2所述的电解液剩余质量的检测方法,其特征在于,所述第三温度为10℃,所述第四温度为30℃。
4.根据权利要求1所述的电解液剩余质量的检测方法,其特征在于,将所述第二样品降温直至冷冻成固态,再升温使固态的所述第二样品熔化至液态,计算得到所述第二样品的相变潜热a的步骤包括:
将所述第二样品放入DSC测试仪器的坩埚中,降温直至所述第二样品完全冷冻成固态;
再逐步升温将所述第二样品从固态熔化成液态以实现其相变;
分别得到在同一温度下所述第二样品相变前后所吸收的热容量Q2,以及所述坩埚所吸收的热容量Q0’;
根据公式Q2-Q0'=a*m1,计算得到所述第二样品的相变潜热a。
5.根据权利要求4所述的电解液剩余质量的检测方法,其特征在于,“将所述第二样品放入DSC测试仪器的坩埚中,降温直至所述第二样品完全冷冻成固态”的步骤具体为:将所述第二样品降温至-43℃或以下,并维持15min以将所述第二样品完全冷冻成固态;再逐步升温至20℃将所述第二样品从固态熔化成液态;在同一温度下所述第二样品从固态熔化成液态的时间段内,得到该时间段内所述第二样品所吸收的热容量Q2,以及该时间段内所述坩埚所吸收的热容量Q0’。
6.根据权利要求1所述的电解液剩余质量的检测方法,其特征在于,将所述待测电池与所述第二样品降温至相同的第一温度直至冷冻成固态,再升温至相同的第二温度直至变成液态,从而能得到所述待测电池从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中吸收到的热容量和所述第二样品从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中吸收到的热容量,并根据所述第二样品的比热容Cp和所述相变潜热a,计算得到所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm的步骤包括:
将所述待测电池和所述第二样品分别放入DSC测试仪器的坩埚中,降温至所述第一温度以实现所述待测电池和所述第二样品完全冷冻成固态;
再逐步升温至所述第二温度将所述待测电池和第二样品从固态熔化成液态;
分别得到所述第二样品从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中所吸收的热容量Q3,所述待测电池从所述第一温度下的固态变成所述第二温度下的液态过程中所吸收的热容量Q4
根据公式Q3-Q4=Cp*Δm*ΔT+a*Δm,计算得到所述待测电池与所述第二样品的质量差Δm;其中ΔT为所述第二温度与所述第一温度之间的温差值。
7.一种电解液剩余质量的检测方法,其特征在于,包括:
取已知比热容为Cps的标准样作为第一样品,取与待测电池的电解液配比相同的对照样为第二样品,使得所述第二样品的比热容以及相变潜热与所述待测电池相同,且所述第二样品的质量与所述待测电池的原始电解液的质量相同;
测量所述第一样品的质量ms,所述第二样品的质量m1
将所述第一样品和所述第二样品进行相同的升温处理,对所述第一样品和所述第二样品的测量结果进行对比,并根据ms和m1计算得到所述第二样品的比热容Cp;
将所述待测电池和所述第二样品降温至相同的第五温度直至冷冻成固态,再升温至相同的第六温度直至变成液态,从而计算得到所述第二样品的相变潜热a;以及所述第二样品从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q3,所述待测电池从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q4
根据Q3、Q4、相变潜热a、所述第二样品的比热容Cp,计算得到所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm;
最后计算得到所述待测电池的电解液剩余质量m2=m1-Δm。
8.根据权利要求7所述的电解液剩余质量的检测方法,其特征在于,将所述第一样品和所述第二样品进行相同的升温处理,对所述第一样品和所述第二样品的测量结果进行对比,并根据ms和m1计算得到所述第二样品的比热容Cp的步骤包括:
提前打开DSC测试仪器;
将所述第一样品和所述第二样品分别放入所述DSC测试仪器的坩埚中,并将温度维持在第三温度;
将所述第一样品和所述第二样品同时逐步升温至第四温度,所述第一样品和所述第二样品在所述第三温度和所述第四温度下都为液态;
分别得到在升温前后所述第一样品所吸收的热容量Qs,所述第二样品所吸收的热容量Q1,以及所述坩埚所吸收的热容量Q0
根据公式
Figure FDA0002895315170000031
计算得到所述第二样品的比热容Cp。
9.根据权利要求8所述的电解液剩余质量的检测方法,其特征在于,将所述待测电池和所述第二样品降温至相同的第五温度直至冷冻成固态,再升温至相同的第六温度直至变成液态,从而计算得到所述第二样品的相变潜热a;以及所述第二样品从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q3,所述待测电池从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q4;根据Q3、Q4、相变潜热a、所述第二样品的比热容Cp,计算得到所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm的步骤包括:
将所述第二样品和所述待测样品分别放入DSC测试仪器的坩埚中,降温至所述第五温度使所述第二样品和所述待测样品完全冷冻成固态;
再逐步升温至所述第六温度使得所述第二样品和所述待测样品从固态熔化成液态;
分别得到在同一温度下所述第二样品相变前后所吸收的热容量Q2,以及所述坩埚所吸收的热容量Q0’;
根据公式Q2-Q0'=a*m1,计算得到所述第二样品的相变潜热a;
分别得到所述第二样品从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q3,所述待测电池从所述第五温度下的固态变成所述第六温度下的液态过程中所吸收的热容量Q4
根据公式Q3-Q4=Cp*Δm*ΔT+a*Δm,计算得到所述待测电池的电解液与所述第二样品的质量差Δm;其中ΔT为所述第六温度与所述第五温度之间的温差值。
10.根据权利要求9所述的电解液剩余质量的检测方法,其特征在于,所述第五温度为-43℃,所述第六温度为20℃。
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