CN113484780A - 一种软包电池内短路电阻测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于锂离子电池检术领域，具体涉及一种软包电池内短路电阻测试方法，包括以下步骤：1)识别出内断路的软包电池；2)剖开所述内短路的软包电池的部分表皮；3)将所述内短路的软包电池设置在充满循环惰性气体的容器中；4)待所述软包电池的电解液排出完毕后，从所述惰性气体中取出；5)封装所述内短路的软包电池的剖开部分；6)测试所述内短路的软包电池短路电阻。本发明利用无损检测手段来快速准确判断发生短路的软包电池，同时在不拆解电池的情况下，让电解液自由挥发或用溶剂清洗的方法去除电解液来制备待测电池，其优点是能定量化内短路电阻，为电池内短路预警提供有力数据支撑。

Description

一种软包电池内短路电阻测试方法

技术领域

本发明属于锂离子电池检术领域，具体涉及一种软包电池内短路电阻测试方法。

背景技术

随着锂离子电池的广泛应用，其安全问题一直备受关注。而电池内短路是引发安全问题的原因之一。电池内短路后会产生大量的焦耳热，有可能导致电池热失控、爆炸等安全性问题。发热功率随短路电路的减小先增大后减小，当短路电阻小于某一值时，电芯的发热功率才会明显增长。因此，准确测试电芯内短路电阻，对提高电池的安全性能有着重要作用。

在电池内短路电阻的测试中，受电解液的影响较大(离子电阻远大于电子电阻)，在不除去电解液的情况下测试的内短路电阻主要是离子电阻。当前测试电池内短路电阻的方法主要是两种，一是通过等效电路模拟拟合，该方法直观易理解，但电化学阻抗谱和等效电路之间不存在唯一对应关系，拟合过程中的误差较大，且比较复杂；二是根据充放电特性或库伦效率判断出不正常状况下的电池，并计算电池内短路电阻，其优点在于可以在早期轻微内短路时就能算出安全机率值提供适当预警及处理措施，一致性好，但计算过程比较繁琐，且需配置特定的检测系统，难以实施；此外，校准过程也存在较大的误差。因此，有必要开发一种简单易操作以及准确度较高的方法来测试电池内短路电阻。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种软包电池内短路电阻测试方法，利用无损检测手段来快速准确判断发生短路的软包电池，同时在不拆解电池的情况下，让电解液自由挥发或用溶剂清洗的方法去除电解液来制备待测电池，其优点是能定量化内短路电阻，为电池内短路预警提供有力数据支撑。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：

一种软包电池内短路电阻测试方法，包括以下步骤：

1)识别出内断路的软包电池；

2)剖开所述内短路的软包电池的部分表皮；

3)将所述内短路的软包电池设置在充满循环惰性气体的容器中；

4)待所述软包电池的电解液排出完毕后，从所述惰性气体中取出；

5)封装所述内短路的软包电池的剖开部分；

6)测试所述内短路的软包电池短路电阻。

进一步的，所述1)中的识别方式为表征识别。

进一步的，所述惰性气体为氮气；

进一步的，所述4)中，排出电解液的方式包括挥发。

进一步的，所述4)中，排出电解液的方式还包括注入溶剂后倾倒。

进一步的，所述注入溶剂后倾倒的过程持续多次。

进一步的，所述4)中，所述溶剂为碳酸二甲脂。

进一步的，所述6)中，内短路的软包电池通过夹具固定。

进一步的，测试所述内短路的软包电池的阻抗通过电化学工作站完成。

采用上述技术方案，本发明能够带来以下有益效果：

1、与现有测试方法相比，本专利所述测试方法结合无损检测手段对电池的内短路进行判断，整个过程更加安全、准确。

2、在实验过程上也更加简单，易操作，无需进行电池拆解来制备待测电池。

3、本发明能够有效地排除电解液(离子电阻)对内短路电阻测试的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将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公开的一些实施例，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它的附图。

图1为本发明具体实施方式中一种软包电池内短路电阻测试方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

软包锂电池只是液态锂离子电池套上一层聚合物外壳。在结构上采用铝塑膜包装，在发生安全隐患的情况下软包电池最多只会鼓气裂开，具有以下优点：

1.安全性能好

软包电池，而不像钢壳铝壳电芯那样会发生爆炸。

2.重量轻

软包电池重量较同等容量的钢壳锂电轻40％，较铝壳电池轻20％。

3.容量大

软包电池较同等规格尺寸的钢壳电池容量高10～15％，较铝壳电池高5～10％。

4.内阻小

软包电池的内阻较锂电池小，国产软包电池芯的内阻最小可做到35mΩ以下，极大的降低了电池的自耗电。

5.设计灵活

软包电池的形状可根据客户的需求定制，开发新的电芯型号。

在本发明的一个实施例中，提出一种软包电池内短路电阻测试方法，如图1所示，包括以下步骤：

1)识别出内断路的软包电池；

2)剖开内短路的软包电池的部分表皮；

3)将内短路的软包电池设置在充满循环惰性气体的容器中；

4)待软包电池的电解液排出完毕后，从惰性气体中取出；

5)封装内短路的软包电池的剖开部分；

6)测试内短路的软包电池短路电阻。

在本实施例中，剖开内短路的软包电池的部分表皮的具体方式为剪下软包电池铝制外壳的一角。

在本实施例中，1)中的识别方式为表征识别，表征识别为多次识别，以避免对已经发生内短路的电池识别不充分、不准确。

在本实施例中，惰性气体为氮气等不与

在本实施例中，步骤3)以及步骤4)的电解液排出过程在真空手套箱内进行。

本实施例的软包电池为锂电池，锂电池的电解液是电池中离子传输的载体，一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。

在本实施例中，4)中，由于锂电池电解液具有高挥发性，将剖有小口的电池放置在流动性惰性气体中，使电解液完全挥发。

在本实施例中，4)中，排出电解液的方式还包括注入溶剂后倾倒。

在本实施例中，注入溶剂后倾倒的过程持续多次。

在本实施例中，4)中，溶剂为碳酸二甲脂。碳酸二甲酯为锂电池电解液的有机溶剂，将碳酸二甲酯通过剖开的小口注射进铝壳中，轻微摇晃并排出混合物，能够快速且完全地排出电解液。之后将锂电池放置在流动氮气中进行挥发，即能够使电解液以及有机溶剂完全排出。

在本实施例中，6)中，内短路的软包电池通过具有稳定作用以及防静电作用的夹具固定，具体作用为有利于内短路电阻的测试

在本实施例中，测试内短路的软包电池的阻抗通过电化学工作站完成，电化学工作台。

是电化学测量系统的简称，是电化学研究和教学常用的测量设备。其主要有2大类，单通道工作站和多通道工作站，应用于生物技术、物质的定性定量分析等。

可直接用于超微电极上的稳态电流测量。如果与微电流放大器及屏蔽箱连接，可测量1pA或更低的电流。如果与大电流放大器连接，电流范围可拓宽为±100A。某些实验方法的时间尺度的数量级可达l0倍，动态范围极为宽广，一些工作站甚至没有时间记录的限制。可进行循环伏安法、交流阻抗法、交流伏安法、电流滴定、电位滴定等测量。工作站可以同时进行两电极、三电极及四电极的工作方式。四电极可用于液/液界面电化学测量，对于大电流或低阻抗电解池(例如电池)也十分重要，可消除由于电缆和接触电阻引起的测量误差。仪器还有外部信号输入通道，可在记录电化学信号的同时记录外部输入的电压信号，例如光谱信号，快速动力学反应信号等。这对光谱电化学，电化学动力学等实验极为方便。

电化学工作站主要有2大类，单通道工作站和多通道工作站，区别在于多通道工作站可以同时进行多个样品测试，较单通道工作站有更高的测试效率，适合大规模研发测试需要，可以显著的加快研发速度。

电化学工作站已经是商品化的产品，不同厂商提供的不同型号的产品具有不同的电化学测量技术和功能，但基本的硬件参数指标和软件性能是相同的。

电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现，二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。因而电化学往往专指“电池的科学”。

在本实施例中，通过电化学工作台的多个组合仪器测试短路电阻采用现有常规技术。

本实施例与现有测试方法相比，本专利测试方法结合无损检测手段对电池的内短路进行判断，整个过程更加安全、准确。

本实施例的实验过程上也更加简单，易操作，无需进行电池拆解来制备待测电池。

本实施例能够有效地排除电解液(离子电阻)对内短路电阻测试的影响。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种软包电池内短路电阻测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)识别出内断路的软包电池；

2)剖开所述内短路的软包电池的部分表皮；

3)将所述内短路的软包电池设置在充满循环惰性气体的容器中；

4)待所述软包电池的电解液排出完毕后，从所述惰性气体中取出；

5)封装所述内短路的软包电池的剖开部分；

6)测试所述内短路的软包电池短路电阻。

2.根据权利要求1所述的短路电阻测试方法，其特征在于：所述1)中的识别方式为表征识别。

3.根据权利要求1所述的短路电阻测试方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气。

4.根据权利要求3所述的短路电阻测试方法，其特征在于：所述4)中，排出电解液的方式包括挥发。

5.根据权利要求4所述的短路电阻测试方法，其特征在于：所述4)中，排出电解液的方式还包括注入溶剂后倾倒。

6.根据权利要求5所述的短路电阻测试方法，其特征在于：所述注入溶剂后倾倒的过程持续多次。

7.根据权利要求6所述的短路电阻测试方法，其特征在于：所述4)中，所述溶剂为碳酸二甲脂。

8.根据权利要求1所述的短路电阻测试方法，其特征在于：所述6)中，内短路的软包电池通过夹具固定。

9.根据权利要求1所述的短路电阻测试方法，其特征在于：测试所述内短路的软包电池的阻抗通过电化学工作站完成。

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