CN111707965B - 锂离子电池短路测试的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池检测技术领域，具体提供一种锂离子电池短路测试的方法。该方法包括：从短路或微短路的电芯中获得隔膜并干燥处理，获得干燥隔膜；在干燥隔膜上寻找到可疑点；将具有可疑点的干燥隔膜平铺在导电体表面，确保干燥隔膜与导电体接触良好且具有可疑点的面朝上；使用检测设备对置于导电体表面的干燥隔膜进行电流值测试，测干燥隔膜非可疑点处的电流值，记作IR；测干燥隔膜具有可疑点处的电流值，记作IW；若IW＞IR，则判断可疑点为短路或者微短路点；若IW＝IR，则判断可疑点为非短路或非微短路点。本发明可有效地对短路或微短路电芯进行定性和定量分析，从而找到短路或微短路的根本原因。

Description

锂离子电池短路测试的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池检测技术领域，特别涉及锂离子电池短路测试的方法。
背景技术
锂离子电池在生产过程中，往往由于原料纯度、加工工艺等问题导致容易将杂质引入电芯里。在电池化成或使用过程中由于电化学反应等原因而沉积在正负极表面，从而导致电芯隔膜受损，并引发短路或者微短路。如果是出现短路，直接报废，而如果是出现微短路，由于并不能快速筛查，这种微短路电芯流入市场里会导致电芯使用寿命低于常规电芯的寿命，并降低电芯厂商的商业信誉。为了保证电芯能够满足客户需求，需要对出现微短路的电芯隔膜进行确认并找到根本原因，从而能够从根本上抑制甚至解决电芯短路或者微短路。
目前对短路或微短路问题的检测技术主要是对整个电芯或者卷芯(JR)在一定温度下施加一定的压力，从而判断出隔膜是否短路或者微短路，但是这种检测方法是整体检测，只能检测到出现短路或者微短路，且对隔膜是永久性破坏，无法进一步确定短路或微短路的具体位置，也无法对确定的短路或微短路隔膜做进一步的原因剖析。
肖平良等发明的“一种二次电池短路部位的检测方法”中国发明专利(公开号为CN1782727A)，对已短路的电池进行充电，再打开电池内部，寻找隔膜有明显灼伤痕迹的部位，由此确定二次电池短路部位。该方法虽然可以找到短路点，但是该短路点的原貌被破坏，不具有可恢复性，不能进一步分析短路时隔膜的实际情况，无法分析确定引起短路的真正原因。
徐雄文等发明的“一种检测锂电池微短路点的方法及装置”中国发明专利(公开号为CN106848446A)，寻找拆解的锂电池的具有疑似短路点的隔膜，并对该隔膜进行清洗、烘烤，使得电解液完全挥发；进一步地在隔膜疑似短路点的两侧贴上金属极耳，然后通过绝缘电阻测试仪测试疑似短路点的绝缘电阻。根据该专利的技术方案以及其附图的理解，可知在清洗过程中会把隔膜上引起短路的材料洗脱，导致无法寻找到短路点，或者即使没有洗脱，也会改变短路点的原貌，导致不能正确分析短路时隔膜的实际情况；更为关键的是将导电胶贴在隔膜上，虽然能够确认短路点，但是在确认短路点后撕开导电胶时会直接破坏短路点的形貌，导致无法对短路的根本原因做进一步的分析。
王志忠等发明的“一种用于检测电池卷芯是否短路的方法”中国发明专利(公开号为CN108196155A)，将待测电池卷芯加热至85℃～100℃，并采用短路测试仪在小于200V电压的前提下对加热后的所述电池卷芯进行内阻测试，当内阻大于所述电池卷芯的正常内阻，则判断所述电池卷芯未短路；若内阻小于所述电池卷芯的内阻，则所述电池卷芯短路或微短路。该发明通过在一定温度下降低电芯的短路测试电压并检测电芯内阻的变化实现检测的目的，该方法属于生产前端对电芯整体的检测，能够判断卷芯短路或微短路，但是不能确认注液、化成以及使用过程中出现的短路或微短路情况，也不能确认局部短路点的位置，无法对短路的根本原因进行剖析。
以上现有检测手段，在进行定性分析时已对隔膜造成不可恢复性的破坏，无法再进行定量分析，也无法进一步寻找电芯短路或微短路的根本原因。
发明内容
本发明提供一种锂离子电池短路测试的方法，旨在解决现有锂离子电池发生短路或者微短路后只能进行短路或微短路判断而无法进行根本原因分析等问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种锂离子电池短路测试的方法，包括以下步骤：
从短路或微短路的电芯中获得隔膜；
对所述隔膜进行干燥处理，获得干燥隔膜；
在所述干燥隔膜上寻找到可疑点；
将具有可疑点的所述干燥隔膜平铺在导电体表面，确保所述干燥隔膜与所述导电体接触良好且具有可疑点的面朝上；
使用检测设备对置于所述导电体表面的所述干燥隔膜进行电流值测试，所述检测设备一端与所述导电体电接触，另一端与所述干燥隔膜电接触，启动所述检测设备，测试所述干燥隔膜非可疑点处的电流值，记作IR；同时，测试所述干燥隔膜具有可疑点处的电流值，记作IW；
比较IR和IW，如果IW＞IR，则可判断可疑点为短路点或者微短路点；如果IW＝IR，则可判断可疑点为非短路点或者非微短路点。
优选地，所述检测设备与所述干燥隔膜电接触的部位为多点接触或面接触。
优选地，所述检测设备在测试所述干燥隔膜各个部位的电流值时设置电压在20V～60V范围内。
优选地，所述检测设备通过铜箔、铁箔、银箔、金箔、铝箔、锡箔或其他导电膜中的任一种与所述干燥隔膜电接触。
优选地，所述导电体的材质选自铜、铁、铝或其他导电材质中的任一种。
优选地，所述干燥温度为30℃～60℃。
优选地，采用放大设备对所述干燥隔膜进行可疑点寻找。
优选地，对所述干燥隔膜非可疑点处进行至少三次电流值测试，取平均值；对所述干燥隔膜可疑点处进行至少三次电流值测试，取平均值。
优选地，所述检测设备为耐压测试仪。
优选地，还包括对确定的短路或微短路点进行物质形貌分析、物质组成成分分析以及短路或微短路机理分析的过程。
本发明的有益技术效果为：
相对于现有技术，本发明提供的锂离子电池短路测试的方法，在整个检测过程中，对隔膜短路或微短路点及周围区域没有造成不可恢复性破坏，极大的保留了短路或微短路点的原始形貌，不仅可以准确找到隔膜短路或微短路点，而且还可以对找到的短路或微短路点做进一步的分析，以快速找到短路或微短路的根本原因；使用本方法不仅能实现定性分析而且还能进一步实现定量分析。
此外，本方法还具有操作简单方便、省时省力、成本低等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面对实施例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。此外，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。其中：
图1为本发明锂离子电池短路测试的方法流程示意图；
图2为本发明锂离子电池短路测试的方法测试示意图；
图3为本发明实施例1提供的锂离子电池短路测试的方法确定的短路点或微短路点的扫描电镜(SEM)图；
图4为本发明对实施例1确定的短路点的X射线能谱分析(EDS)图；
图5为本发明实施例2提供的锂离子电池短路测试的方法确定的短路点或微短路点的扫描电镜(SEM)图；
图6为本发明对实施例2确定的短路点的X射线能谱分析(EDS)图；
图7为本发明实施例3提供的锂离子电池短路测试的方法确定的短路点或微短路点的扫描电镜(SEM)图；
图8为本发明对实施例3确定的短路点的X射线能谱分析(EDS)图；
图9为本发明实施例4提供的锂离子电池短路测试的方法确定的短路点或微短路点的扫描电镜(SEM)图；
图10为本发明对实施例4确定的短路点的X射线能谱分析(EDS)图；
其中，
1-干燥隔膜，11-可疑点；
2-导电体；
3-检测设备，31-正极导线，32-负极导线；
4-电接触面域。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明公开实施例的附图，对本发明公开实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
显然，所描述的实施例是本发明公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
除非另做定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常含义。本发明所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区别不同的组成部分。
当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以直接或间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对技术方案的限制。
同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示至少存在一个。“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
请参阅图1，本发明提供一种锂离子电池短路测试的方法。该方法包括如下的步骤：
(1).对短路或者微短路的电芯进行拆解，获得隔膜。
其中，短路或微短路的电芯可以是化成过程中发现的短路或微短路电芯；也可以是出货检验过程中发现的短路或微短路的电芯；还可以是客户收货、使用过程中发现的电压落后、短路或微短路的电芯；还可以梯次利用过程中发现的短路或微短路的电芯，以及其他阶段发现的短路或微短路的电芯。本发明的方法适用于锂离子电池生产、销售、使用等整个过程中出现的短路或微短路电芯的检测和分析。
对短路或微短路的电芯进行拆解时，按照目前成熟的锂离子电池拆解方法即可实现。
(2).对步骤(1)获得的隔膜进行干燥处理，获得干燥隔膜。
对隔膜进行干燥处理的目的是为了确保隔膜中残留的电解液尽可能挥发，以减少电解液对测试结果的影响。
在干燥过程中，可以自然晾晒待电解液挥发干燥，也可以在30℃～60℃的温度下干燥，干燥温度不应当超过60℃，如果超过60℃，隔膜会发生收缩，导致短路或微短路点及周围隔膜形貌发生变化，不利于后续对短路或微短路的检测和分析。
在一些实施例中，可以将隔膜置于30℃～60℃的烘箱中，真空或非真空干燥，干燥5min～15min后，自然冷却至室温即可用于下一步测试。
在一些实施例中，可以将隔膜置于冷冻干燥设备中，进行冷冻干燥。通过冷冻干燥，可以尽可能的保持隔膜形貌在电芯使用过程中的形貌。具体冷冻干燥的温度可以根据电芯所使用的电解液的凝固温度进行设置。
(3).在步骤(2)得到的干燥隔膜上寻找可疑点。
一般而言，可疑点的尺寸范围在20μm～2000μm之间，在干燥隔膜上寻找可疑点，可以减少对隔膜进行全部测试的工作量，提高检测效率。
一般地，当电芯出现短路或微短路时，发生短路或微短路的部位颜色较其他非短路或非微短路的部位深，并且发生短路或微短路的部位往往有杂质嵌入或者顶起。如可能有黑色凸起，或者有黑色印痕等。
在一些实施例中，可疑点的寻找可以直接使用肉眼观察，这种适用于存在非常明显可疑点的隔膜；而对于可疑点不是非常明显的，可以通过使用放大设备来寻找。
在一些优选的实施例中，放大设备可以是放大镜或者显微镜，通过放大镜或者显微镜，可以提高对短路点或微短路的预判准确性。
(4).将具有可疑点的干燥隔膜平铺在导电体表面，且干燥隔膜中具有可疑点的表面朝上。
将干燥隔膜平铺在导电体上主要是便于进行检测。用于平铺干燥隔膜的导电体应当具有良好的导电性，且表面应当平整、干净，尽可能减少杂物对干燥隔膜测试的影响。同时，导电体应当能够与检测设备进行电连接。
在将干燥隔膜平铺于导电体表面时，应当确保干燥隔膜与导电体的接触良好，也就是干燥隔膜与导电体两者相互正对的表面应当尽可能的有良好的物理接触，避免翘起。
在一些实施例中，导电体的材质可以是铜、铁、铝等材质，比如铜板、铜箔、铜块、铁板、铁箔、铁块、铝板、铝箔、铝块等，也可以是其他导电材质，比如石墨板、石墨片、钢板等。
(5).使用检测设备对步骤(4)置于导电体表面的干燥隔膜进行电流值测试。
在测试前，将检测设备一端与平铺有干燥隔膜的导电体进行电接触，将检测设备的另一端与干燥隔膜电接触，随后启动所述检测设备，测试所述干燥隔膜非可疑点处的电流值，作为参考电流值，记作IR；同时，测试所述干燥隔膜具有可疑点处的电流值，作为工作电流值，记作IW；
根据测试的电流值，比较IR和IW，如果IW＞IR，则可判断该可疑点为短路点或者微短路点；如果IW＝IR，则可判断该可疑点为非短路点或者判断为非微短路点。
此外，测试过程中，如果出现爆表，比如直接冒烟，也可以判断可疑点为短路点或者微短路点，这时候电流值与参考电流值一致。
检测设备与导电体、干燥隔膜的电连接，一般可以是通过导线连接。如可以通过导线将检测设备的正极输出端与导电体接通，而通过导线将检测设备的负极输出端与干燥隔膜接通。也可以通过导线将检测设备的负极输出端与导电体接通，而另外的导线将检测设备的正极输出端与干燥隔膜接通。
为了避免与干燥隔膜接触的部位过于尖锐而刺破隔膜或者破坏可疑点的形貌从而影响后续定量分析，可以将电接触的点接触变为多点接触或面接触，如在一些优选的实施例中，检测设备可以通过铜箔、铁箔、银箔、金箔、铝箔、锡箔等金属箔与干燥隔膜实现电接触，或者通过其他导电膜与干燥隔膜实现电接触。其他导电膜可以是石墨烯膜、有机导电膜等。
在更为优选的实施例中，检测设备与干燥隔膜接触的部位除了导电性能好之外，最好还具有一定的柔韧性。
在本发明中，上述金属箔以及其他导电膜能够实现与干燥隔膜多点接触或面接触的部位定义为电接触面域。
在一些实施例中，电接触面域可以是圆形面域，也可以是方形面域，还可以是三角形面域或者其他具有几何形状且有一定面积的面域。
在一些实施例中，检测设备通过导线与电接触面域进行连接，再由电接触面域与干燥隔膜接触，以确保干燥隔膜原始形貌不被破坏。
为了提高测试的准确性，在一些实施例中，干燥隔膜非可疑点处可以进行至少三次电流值测试，取平均值；而对干燥隔膜可疑点处也进行至少三次电流值测试，取平均值，在根据平均值的大小判断可疑点是否出现短路或微短路，从而减少人为测试误差。
在一些实施例中，所述检测设备在测试所述干燥隔膜各个部位的电流值时设置直流电压在20V～60V范围内。电压过高，干燥隔膜容易被击穿，导致测试失败，无法判断短路或微短路点，对于目前市面上的锂离子电池隔膜，测试电压不高于60V即可；如果电压过小，比如小于20V，则有可能达不到灵敏度或响应值，从而出现漏检，导致误判。当然随着技术的进步，检测设备的灵敏度提高，本发明的检测下限电压则不受20V的限制。
在一些实施例中，检测设备为耐压测试仪，耐压测试为无破坏性测试方法，可以用来有效检测绝缘材料的绝缘能力。如果绝缘材料绝缘性能好，则对绝缘材料耐压测试过程中，加在绝缘材料上面的电压就只产生微小的漏电电流，甚至是耐压测试仪启动后在非测试状态的响应电流。锂离子电池隔膜作为良好的绝缘材料，正常锂离子电池隔膜在耐压测试时，漏电电流不超过0.01mA，即耐压测试仪在非检测状态的电流值，因此耐压测试仪可以有效的检测干燥隔膜可疑点是否发生短路或者微短路。具体使用的耐压测试仪可以是Hi-pot测试仪。
在一些实施例中，可以参照图2所示的测试示意图连接测试设备和进行测试。
首先，待测干燥隔膜的前处理。将干燥隔膜1平铺在干燥、洁净的导电体2表面，确保干燥隔膜具有可疑点11的表面朝上。
其次，电路连接。Hi-pot测试仪3一输出端通过导线31与导电体2电连接，另一输出端通过导电32与电接触面域4电连接，而电接触面域4与干燥隔膜1面接触电连接。
最后，电流值测试。启动Hi-pot测试仪3，测干燥隔膜1可疑点11以外部位的电流值若干次，读取Hi-pot测试仪3的电流值，并做记录，取平均值；随后，测可疑点11部位的电流值若干次，读取Hi-pot测试仪3的电流值，并做记录，取平均值，根据两者电流值平均值的大小，确认干燥隔膜1的短路或非短路点。
本发明经过步骤(5)对干燥隔膜可疑点进行测试确认短路点或者微短路点后，还包括对确认发生短路或微短路点的干燥隔膜进行物质形貌分析、物质组成成分分析以及短路或微短路机理分析等。
比如，物质形貌分析可以使扫描电镜(SEM)观测分析引起短路或微短路物质的微观形貌；透射电镜(TEM)观测分析则可以在相对于扫面电镜更高精度上分析物质的形貌。物质组成成分可以通过X射线能谱分析(EDS)，从而确定引起短路或微短路物质的物质组成，并分析其来源。短路或微短路机理分析，包括加工落入杂质、电化学沉积、脱嵌、刺穿等机理。
本发明上述测试方法，可以在不破坏隔膜形貌的前提下，实现对电芯短路或微短路进行定性分析，确定在隔膜的哪些部位发生了短路或者微短路，同时，在对短路或微短路进行定性分析后，还可以进一步对隔膜确定短路或微短路的部位进行定量分析，寻找到短路或微短路的根本原因。
本发明的上述测试方法，不仅操作简单方便而且成本低，测试分析获得的结果还可以用于指导锂离子电池的生产、使用。
为了更有效的说明本发明的技术方案及其所产生的效果，下面通过若干例子做进一步的解释说明。
实施例1
一种锂离子电池短路测试的方法，包括以下步骤：
(1).拆解存在微短路的电芯并用放大镜找出隔膜上的可疑黑点；
(2).将具有可疑黑点的隔膜置于45℃的烘箱中静置10min，烘干后自然降温至室温，随后参照图2所示的测试示意图，将干燥隔膜平铺于干净且干燥的铜箔上，干燥隔膜具有可疑黑点的表面朝上；
(3).用铜箔制作一端扁平且有柔韧性的铜管；
(4).用Hi-pot测试仪一端连接铜管，另一端连接铜箔，将Hi-pot测试仪电压调节至40V后，用铜管扁平端接触干燥隔膜可疑黑点，并将Hi-pot测试仪显示的电流值IW记录于表1中；
(5).用与步骤(4)相同的方法测试干燥隔膜无可疑黑点处的电流值，并将Hi-pot测试仪显示的电流值IR记录于表1中；
(6).读取Hi-pot测试仪非检测状态下的电流值I0，并记录于表1中。
表1实施例1的电流记录表
Figure BDA0002509384040000101
由表1可知，该干燥隔膜可疑黑点处的电流高于该干燥隔膜非可疑黑点处的电流，该可疑黑点处即为微短路点。
对该干燥隔膜的微短路点进行物质形貌分析和物质组成成分分析，其中物质形貌分析采用扫描电镜(SEM)进行形貌的扫描，而物质组成成分则采用X射线能谱分析仪(EDS)。
SEM扫描结果如图3所示；EDS分析部位如图4所示，EDS分析得到的元素组成如表2所示。
表2实施例1微短路点的物质组成成分
元素组成 碳(C) 氧(O) 氟(F) 磷(P) 硫(S)
元素含量(wt％) 85.2 5.8 6.8 1.7 0.5
从图3、图4及表2可知，隔膜微短路处物质的尺寸约为100μm～110μm；其物质组成成分以碳为主，不含金属元素，由此可以判断引起微短路的原因是负极上的石墨嵌入隔膜。
实施例2
一种锂离子电池短路测试的方法，包括以下步骤：
(1).拆解存在微短路的电芯并用放大镜找出隔膜上的可疑黑点；
(2).将具有可疑黑点的隔膜置于30℃的烘箱中静置15min，烘干后自然降温至室温，随后参照图2所示的测试示意图，将干燥隔膜平铺于干净且干燥的铁板上，干燥隔膜具有可疑黑点的表面朝上；
(3).用铜箔制作一端扁平且有柔韧性的铜管；
(4).用Hi-pot测试仪一端连接铜管，另一端连接铁板，将Hi-pot测试仪电压调节至30V后，用铜管扁平端接触干燥隔膜可疑黑点，并将Hi-pot测试仪显示的电流值IW记录于表3中；
(5).用与步骤(4)相同的方法测试干燥隔膜无可疑黑点处的电流值，并将Hi-pot测试仪显示的电流值IR记录于表3中；
(6).读取Hi-pot测试仪非检测状态下的电流值I0，并记录于表3中。
表3实施例2的电流记录表
Figure BDA0002509384040000111
由表3可知，该干燥隔膜可疑黑点处的电流高于该干燥隔膜非可疑黑点处的电流，该可疑黑点处即为微短路点。
对该干燥隔膜的微短路点进行物质形貌分析和物质组成成分分析，其中物质形貌分析采用扫描电镜(SEM)进行形貌的扫描，而物质组成成分分析采用X射线能谱分析仪(EDS)。
SEM扫描结果如图5所示；EDS分析部位如图6所示，EDS分析得到的元素组成如表4所示。
表4实施例2微短路点的物质组成成分
元素组成 碳(C) 氧(O) 氟(F) 磷(P) 硫(S) 铁(Fe) 镍(Ni)
元素含量(wt％) 80.8 6.7 9.0 1.6 0.4 0.3 0.1
从图5、图6及表4可知，隔膜微短路处物质的尺寸约为60μm，其物质组成成分除了碳、氧等非金属元素之外，还含有铁、镍两种金属元素，且铁比较突出，由此可以判断引起微短路的原因是铁元素在负极表面沉积，并刺穿(嵌入)隔膜。
实施例3
一种锂离子电池短路测试的方法，包括以下步骤：
(1).拆解存在微短路的电芯并用放大镜找出隔膜上的可疑黑点；
(2).将具有可疑黑点的隔膜置于60℃的烘箱中静置8min，烘干后自然降温至室温，随后参照图2所示的测试示意图，将干燥隔膜平铺于干净且干燥的石墨板上，干燥隔膜具有可疑黑点的表面朝上；
(3).用铜箔制作一端扁平且有柔韧性的铜管；
(4).用Hi-pot测试仪一端连接铜管，另一端连接石墨板，将Hi-pot测试仪电压调节至20V后，用铜管扁平端接触干燥隔膜可疑黑点，并将Hi-pot测试仪显示的电流值IW记录于表5中；
(5).用与步骤(4)相同的方法测试干燥隔膜无可疑黑点处的电流值，并将Hi-pot测试仪显示的电流值IR记录于表5中；
(6).读取Hi-pot测试仪非检测状态下的电流值I0，并记录于表5中。
表5实施例3的电流记录表
Figure BDA0002509384040000121
由表5可知，该干燥隔膜可疑黑点处的电流高于该干燥隔膜非可疑黑点处的电流，该可疑黑点处即为微短路点。
对该干燥隔膜的微短路点进行物质形貌分析和物质组成成分分析，其中物质形貌分析采用扫描电镜(SEM)进行形貌的扫描，而物质组成成分采用X射线能谱分析仪(EDS)进行分析。
SEM扫描结果如图7所示；EDS分析部位如图8所示，EDS分析得到的元素组成如表6所示。
表6实施例3微短路点的物质组成成分
元素组成 碳(C) 氧(O) 氟(F) 磷(P) 硫(S)
元素含量(wt％) 76.4 7.1 13.5 2.6 0.4
从图7、图8及表6可知，隔膜微短路处物质的尺寸约为100μm～120μm，其物质组成成分为以碳为主，不含金属元素，由此可以判断引起微短路的原因是负极上的石墨嵌入隔膜。
实施例4
一种锂离子电池短路测试的方法，包括以下步骤：
(1).拆解存在微短路的电芯并用放大镜找出隔膜上的可疑黑点；
(2).将具有可疑黑点的隔膜置于50℃的烘箱中静置10min，烘干后自然降温至室温，随后参照图2所示的测试示意图，将干燥隔膜平铺于干净且干燥的钢板上，干燥隔膜具有可疑黑点的表面朝上；
(3).用铜箔制作一端扁平且有柔韧性的铜管；
(4).用Hi-pot测试仪一端连接铜管，另一端连接钢板，将Hi-pot测试仪电压调节至60V后，用铜管扁平端接触干燥隔膜可疑黑点，并将Hi-pot测试仪显示的电流值IW记录于表7中；
(5).用与步骤(4)相同的方法测试干燥隔膜无可疑黑点处的电流值，并将Hi-pot测试仪显示的电流值IR记录于表7中；
(6).读取Hi-pot测试仪非检测状态下的电流值I0，并记录于表7中。
表7实施例4的电流记录表
Figure BDA0002509384040000131
由表7可知，该干燥隔膜可疑黑点处的电流高于该干燥隔膜非可疑黑点处的电流，该可疑黑点处即为微短路点。
对该干燥隔膜的微短路点进行物质形貌分析和物质组成成分分析，其中物质形貌分析采用扫描电镜(SEM)进行形貌的扫描，而物质组成成分分析采用X射线能谱分析仪(EDS)。
SEM扫描结果如图9所示；EDS分析部位如图10所示，EDS分析得到的元素组成如表8所示。
表8实施例4微短路点的物质组成成分
元素组成 碳(C) 氧(O) 氟(F) 磷(P) 硫(S)
元素含量(wt％) 62.1 4.0 33.3 0.5 0.1
从图9、图10及表8可知，隔膜微短路处物质的尺寸约为60μm～80μm，其物质组成成分为以碳为主，不含金属元素，由此可以判断引起微短路的原因是负极上的石墨嵌入隔膜。
从上述实施例1～4可以看出，本发明的锂离子电池短路测试的方法，不仅可以对短路或微短路的电芯进行短路或微短路的发生部位进行准确的定性分析，而且还能对定性分析后的隔膜进行物质形貌、物质组成以及短路或微短路机理进行有效的定量分析，从而可以追根溯源，为锂离子电池的生产、设计提供改善对策。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池短路测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：
从短路或微短路的电芯中获得隔膜；
对所述隔膜进行干燥处理，获得干燥隔膜；
在所述干燥隔膜上寻找到可疑点；
将具有可疑点的所述干燥隔膜平铺在导电体表面，确保所述干燥隔膜与所述导电体接触良好且具有可疑点的面朝上；
使用检测设备对置于所述导电体表面的所述干燥隔膜进行电流值测试，所述检测设备一端与所述导电体电接触，另一端与所述干燥隔膜电接触，启动所述检测设备，测试所述干燥隔膜非可疑点处的电流值，记作IR；同时，测试所述干燥隔膜具有可疑点处的电流值，记作IW；
比较IR和IW，如果IW＞IR，则可判断可疑点为短路点或者微短路点；如果IW＝IR，则可判断可疑点为非短路点或者非微短路点。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池短路测试的方法，其特征在于，所述检测设备与所述干燥隔膜电接触的部位为多点接触或面接触。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池短路测试的方法，其特征在于，所述检测设备在测试所述干燥隔膜各个部位的电流值时设置电压在20V～60V范围内。
4.根据权利要求1或2所述的锂离子电池短路测试的方法，其特征在于，所述检测设备通过铜箔、铁箔、银箔、金箔、铝箔、锡箔或其他导电膜中的任一种与所述干燥隔膜电接触。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池短路测试的方法，其特征在于，所述导电体的材质选自铜、铁、铝或其他导电材质中的任一种。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池短路测试的方法，其特征在于，所述干燥温度为30℃～60℃。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池短路测试的方法，其特征在于，采用放大设备对所述干燥隔膜进行可疑点寻找。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池短路测试的方法，其特征在于，对所述干燥隔膜非可疑点处进行至少三次电流值测试，取平均值；对所述干燥隔膜可疑点处进行至少三次电流值测试，取平均值。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池短路测试的方法，其特征在于，所述检测设备为耐压测试仪。
10.根据权利要求1所述的锂离子电池短路测试的方法，其特征在于，还包括对确定的短路点或微短路点进行物质形貌分析、物质组成成分分析以及短路或微短路机理分析的过程。
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