CN113433476A - 锂离子电池内部绝缘缺陷探测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池内部绝缘缺陷探测方法，包括以下步骤：步骤一、将电池或极组置于固定压力范围、固定温度范围下；步骤二、对电池或极组的电容值进行测试，根据测试值判断电池内部的绝缘缺陷。该方法采用电容测进行内部绝缘缺陷探测，配合取代装配过程中的部分高压类绝缘测试工序，从而减少了多次高压测试对隔膜的破坏，提升了过程成品率和产品安全可靠性。

Description

锂离子电池内部绝缘缺陷探测方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池内部绝缘缺陷探测方法。
背景技术
近年来，作为一种绿色新能源，锂离子电池在动力行业，消费电子行业等都有了普遍的应用，锂离子电池的安全问题成了关键，尤其是在动力交通工具行业，随着电动汽车着火事件屡屡发生，安全问题成了制造过程中的重中之重。
锂离子电池装配生产过程中一般经过3～4次绝缘测试，分别是卷绕或叠片完成后，热压整形后(如果有)，和烘烤前后。目前行业内常用的测试方法是绝缘耐电压测试和绝缘电阻测试。两种方法测试均需要使用相对较高的电压，电压值根据隔膜规格有所调整，一般在100V～1000V。但是随着电池的能量密度逐渐增加，隔膜的厚度也逐渐降低，12μm，9μm甚至是5μm超薄隔膜的使用，对绝缘测试提出了很大的挑战，多次高压绝缘测试对隔膜的破坏作用逐渐显露，一方面过程成品率无法控制，另一方面，成品的绝缘稳定性无法保证。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种锂离子电池内部绝缘缺陷探测方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种锂离子电池内部绝缘缺陷探测方法，其特征在于：一种锂离子电池内部绝缘缺陷探测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将电池或极组置于固定压力范围、固定温度范围下；步骤二、对电池或极组的电容值进行测试，根据测试值判断电池内部的绝缘缺陷。
优选地，在步骤一中，所述固定压力值为0～10000N。
优选地，所述固定温度范围15～90℃，温度波动控制0～10℃。
优选地，步骤二中，当测试值超出标准的离散点或者超量程无限大的点为具有绝缘缺陷的电池。
本发明的有益效果是:与现有技术相比，该方法采用电容测进行内部绝缘缺陷探测，配合取代装配过程中的部分高压类绝缘测试工序，从而减少了多次高压测试对隔膜的破坏，提升了过程成品率和产品安全可靠性。
附图说明
图1为实施例1中磷酸铁锂为正极材料体系的锂离子动力电池电容测试值图；
图2为图1电容值放大图；
图3为实施例2中磷酸铁锂为正极材料体系切极耳结构锂离子动力电池电容测试值图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。一种锂离子电池的绝缘缺陷探测方法，该方法采用电容测进行内部绝缘缺陷探测，配合取代装配过程中的部分高压类绝缘测试工序，从而减少多次高压测试对隔膜的破坏，提升过程成品率和产品安全可靠性。装配过程中的极组或电池从结构上类似于平行板电容器，其电容值与其结构、体系有关。电池设计定型后，其电容值范围也就确定了，平行板电容器的电容计算公式为：
Figure BDA0003092079050000021
其中：C——电容值；
ε0——真空中的介电常数，8.86×10-12F/m；
εr——某种介质的相对介电常数在电池中，该项与隔膜的种类，正负极浆料的配方有关；
S——两极板的正对面积，单位：m2，在电池中，该项取决于电池的正负极片相对的有效面积；
d——两极板间的距离，单位：m，在电池中，该项与电池的隔膜厚度，浆料厚度有关。
当电池内部存在绝缘缺陷时，相对应的d值出现相对变小，C值会相应增加，本发明依据这一原理对电池内部绝缘缺陷进行检测。
实例1
取磷酸铁锂为正极材料体系的锂离子动力电池，容量为20Ah，控制24±4℃，压力0N条件下使用万能用表进行电容测试。测试结果见图1和图2，异常点所对应的电池绝缘缺陷解剖分析结果见表1。
表1
电池编号 电容值/nF 绝缘缺陷点
4 1093 极组底角磕伤
5 超20μF量程 异物刺穿隔膜
7 1711 极片隔膜对齐度不良
44 7668 极组顶部压伤
47 16564 部分隔膜缺失
在图2中可以看到4号电池的电容测试值为1093nF，表示此电池为极组底角磕伤。5号电池(5号电池由于超量程，没有在图中表示出来)的电容测试值已经超过超20μF量程，表示此电池绝缘缺陷，解剖发下是异物刺穿隔膜。7号电池的电容测试值1711nF，表示此电池由绝缘缺陷，解剖发现是极片隔膜对齐度不良。44号电池的电容测试值为7668nF，表示此电池有绝缘缺陷，解剖发现是极组顶部压伤。47号电池的电容测试值为16564nF，表示此电池有绝缘缺陷，解剖发现是部分隔膜缺失。
实例2
取磷酸铁锂为正极材料体系切极耳结构锂离子动力电池，容量为130Ah，控制24±4℃，压力2000N条件下使用万能用表进行电容测试。测试结果见图3，异常点所对应的电池绝缘缺陷解剖分析结果见表2。
电池编号 电容值/nF 绝缘缺陷点
7 超20μF量程 <u>负极耳翻折</u>进入极组正极侧
18 4848 异物刺穿隔膜
7号电池的电容测试值超20μF量程，表示此电池有绝缘缺陷，解剖发现是负极耳翻折进入极组正极侧导致的。18号电池的电容测试值为4848μF程，表示此电池有绝缘缺陷，解剖发现是异物刺穿隔膜引起的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种锂离子电池内部绝缘缺陷探测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将电池或极组置于固定压力范围、固定温度范围下；步骤二、对电池或极组的电容值进行测试，根据测试值判断电池内部的绝缘缺陷。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池内部绝缘缺陷探测方法，其特征在于：在步骤一中，所述固定压力值为0～10000N。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池内部绝缘缺陷探测方法，其特征在于：在步骤一中，所述固定温度范围15～90℃，温度波动控制0～10℃。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池内部绝缘缺陷探测方法，其特征在于：步骤二中，当测试值超出标准的离散点或者超量程无限大的点为具有绝缘缺陷的电池。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池内部绝缘缺陷探测方法，其特征在于：所述的绝缘缺陷电池包括内部隔膜刺穿、隔膜缺失或部分缺失、极组机械损伤，极耳翻折进入对极造成绝缘不良的各种缺陷。
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