CN113720232B - 一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法 - Google Patents

一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法 Download PDF

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一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，包括以下步骤：S1、使用测量工具测量未封入锂电池的密封件尺寸，多点测量取平均值N1；S2、密封件组装至配套的且作为样品的电池盖板中；S3、开启工业CT系统并进行标样校准，工业CT系统根据设定的扫描工艺参数对压缩后的密封件盖板进行扫描，获得对应样品的CT图像；S4、工业CT系统对CT图像重构，建立坐标系并进行密封件尺寸测量取多点测量的平均值N2，密封件首次压缩的压缩量为N1‑N2/N1；S5、将电池进行充放电循环若干周，工业CT系统重复步骤S3，测量多次密封件压缩后的尺寸，取平均值N3,密封件充放电后压缩量为N1‑N3/N1。本发明在无需拆卸锂电池的情况下，实时无损的检测密封件压缩量和紧密程度的变化，测量结果精确。

Description

一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法
技术领域
本发明属于锂离子动力电池技术领域，尤其涉及一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法。
背景技术
一直以来，随着锂电池能量密度的不断提高，锂电池的安全隐患也随之而来，各种类型电动汽车起火爆破的事端层出不穷。安全才是电动汽车开展首要处理问题。正极密封件作为锂电池盖板中的重要组成之一。起到了防止电解液泄露，保护锂电池安全的重要作用。所以研究密封件的实际功效，选择合适的密封件材料是锂电池制作过程中不可或缺的一步。可现如今并没有合理准确的方法测试出密封件封入盖板后具体情况，常用手段对样品破坏性大且容易损坏样品，使得到的数据不准确。
发明内容
为能提高测试精度、重复性好，实时无损，防止样品被破坏，为此，本发明提出了一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，具体方案如下：
一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，包括以下步骤：
S1、使用测量工具测量未封入锂电池的密封件尺寸，多点测量取平均值N1；
S2、密封件组装至配套的且作为样品的电池盖板中；
S3、开启工业CT系统并进行标样校准，工业CT系统根据设定的扫描工艺参数对压缩后的密封件盖板进行扫描，获得对应样品的CT图像；
S4、工业CT系统对CT图像重构，根据样品本身的特征建立坐标系并进行密封件尺寸测量取多点测量的平均值N2，密封件首次压缩的压缩量为N1-N2/N1；
S5、将电池进行充放电循环若干周，工业CT系统重复步骤S3，然后对CT图像重构，根据样品本身的特征建立坐标系，测量多次密封件压缩后的尺寸，取平均值N3,密封件充放电后压缩量为N1-N3/N1。
具体地说，步骤S1中的测量工具为螺旋测微计或游标卡尺。
具体地说，步骤S3中校正的步骤为：使用测针对工业CT检测设备进行校正，并将分辨率调节到设定值、灰度值校准、黑白校准。
具体地说，步骤S3中设定的扫描工艺参数包括：滤波片的尺寸、调整样品X/Y向位移Z方向位移使样品中心轴与旋转轴保持一致、样品自转角度和样品台倾斜角度、调整管电压值、管电流值和曝光时间，灰度值范围、投影次数。
具体地说，工业CT系统生成图像重构具体如下：选择旋转中心95％的范围进行降噪，样品重构界面，在夹角互为90°的两个界面选择设定的区域进行重构。
具体地说，夹角互为90°的两个界面包括整个正极盖板在内。
具体地说，步骤S4中建立坐标系并计算的软件为VG分析软件，步骤为：以密封件盖板平面为xy平面，过两极柱中心的直线作为x轴，在xy平面内，垂直于x轴的盖板圆直径作为y轴，垂直于xy面的直线作为z轴，建立三维直角坐标系。
具体地说，进行密封件尺寸测量取多点测量的平均值N2是以YZ平面作为截面，测量多次密封件压缩后的尺寸，然后取平均值。
具体地说，步骤S5中将锂电池进行1C充放电循环1000周，构建坐标系后，以yz平面作为截面，测量多次密封件压缩后尺寸。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明在无需拆卸锂电池的情况下，实时无损的检测密封件压缩量和紧密程度的变化，测量结果精确。
(2)VG分析软件根据样品本身建立的特征坐标系为三维直角坐标系，解决了定位不准所带来的偏差。
(3)对比充放电前后压缩率的变化，可以发现充放电循环后，密封件压缩量有一定降低。
(4)通过多点测量密封件尺寸N1、N2、N3可以有效减小测量误差。
(5)锂电池进行循环时的倍率和周期可根据实际需要调整，可研究多种倍率不同周期的密封件压缩变化。
附图说明
图1为本发明实施案例中测量锂电池正极密封件压缩量的方法流程图。
图2为本发明实施例1中检测的32135型圆柱电池盖板正极经过工业CT系统扫描获取的CT图像。
图3为本发明实施例1中的32135型圆柱电池盖板正极坐标系构建平面图。
图4为本发明实施例1中的32135型圆柱电池盖板首次压缩时正极密封件截面及数据图。
图5为本发明实施例1中的32135型圆柱电池盖板1C充放电循环1000周后正极密封件截面及数据图。
图6为本发明实施例2中检测的标准VDA型电池盖板正极经过工业CT系统扫描获取的CT图像。
图7为本发明实施例2中的标准VDA型电池盖板正极坐标系构建平面图。
图8为本发明实施例2中的标准VDA型电池盖板正极密封件在N2＝0.744mm时的截面图。
图9为本发明实施例2中的标准VDA型电池盖板正极在密封件N3＝0.748mm时的截面图。
具体实施方式
实施例1
样品：32135锂电池盖板
如图1所示，一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，包括以下步骤：
S1、使用螺旋测微计测量10次未封入盖板时的密封件尺寸，多点测量取平均值N1，取平均值N1＝0.998mm；
S2、密封件组装至配套的且作为样品的电池盖板中；
S3、开启工业CT系统并进行标样校准，工业CT系统根据设定的扫描工艺参数对压缩后的密封件盖板进行扫描，获得对应样品的CT图像，如图2所示；
开启工业CT系统并进行标样校准具体为：使用测针(红宝石直径2.5mm)对工业CT检测设备进行校正，并将分辨率调节到25μm。
工业CT系统根据设定的扫描工艺参数对压缩后的密封件盖板进行扫描具体为：选择1mm铜滤波片，调整样品X/Y向位移Z方向位移使样品中心轴与旋转轴保持一致，样品自转角度和样品台倾斜角度。
调整的参数包括管电压值(180KV)、管电流值(180uA)和曝光时间(708ms)，将灰度值范围控制在(10000-60000)之间。灰度值校准、黑白校准，投影次数3000的扫描工艺参数对检测样品进行扫描。
S4、工业CT系统对CT图像重构，根据样品本身的特征建立坐标系并进行密封件尺寸测量取多点测量的平均值N2，密封件首次压缩的压缩量为N1-N2/N1；
其中工业CT系统对CT图像重构，根据样品本身的特征建立坐标系的具体步骤为工业CT系统生成如图2所示的检测工件的CT图像，观察CT图像总的各种细节特征，确定需要进行尺寸测量的细节特征；以盖板平面为xy平面，过两极柱中心的直线作为x轴，在xy平面内，垂直于x轴的盖板圆直径作为y轴，垂直于xy面的直线作为z轴，建立三维直角坐标系，如图3所示。
以yz平面作为截面，测量10次密封件压缩后尺寸，如图4所示，取平均值N2＝0.708mm，密封件首次压缩的压缩量为N1-N2/N1＝29.1％。
S5、将锂电池进行1C充放电循环1000周，选取充放电后的密封件盖板进行测试，工业CT系统重复步骤S3，然后对CT图像重构，根据样品本身的特征建立坐标系，测量多次密封件压缩后的尺寸，取平均值N3,密封件充放电后压缩量为N1-N3/N1。具体地说，以yz平面作为截面，测量10次密封件压缩后尺寸，如图5所示，取平均值N3＝0.748mm，密封件充放电后压缩量为N1-N3/N1＝25.1％。
对比充放电前后压缩率的变化，可以发现充放电循环后，密封件压缩量有一定降低。
实施例2
样品：标准VDA型电池盖板正极
如图1所示，一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，包括以下步骤：
S1、使用螺旋测微计测量10次未封入盖板时的密封件尺寸，多点测量取平均值N1，取平均值N1＝0.999mm；
S2、密封件组装至配套的且作为样品的电池盖板中；
S3、开启工业CT系统并进行标样校准，工业CT系统根据设定的扫描工艺参数对压缩后的密封件盖板进行扫描，获得对应样品的CT图像，如图2所示；
开启工业CT系统并进行标样校准具体为：使用测针(红宝石直径2.5mm)对工业CT检测设备进行校正，并将分辨率调节到20μm。
工业CT系统根据设定的扫描工艺参数对压缩后的密封件盖板进行扫描具体为：选择1mm铜滤波片，调整样品X/Y向位移Z方向位移使样品中心轴与旋转轴保持一致，样品自转角度和样品台倾斜角度。
调整的参数包括管电压值(180KV)、电流值(175uA)和曝光时间(708ms)，将灰度值范围控制在(10000-60000)之间。灰度值校准、黑白校准，投影次数3000的扫描工艺参数对检测样品进行扫描。
选择旋转中心95％的范围进行降噪，样品重构界面，在夹角互为90°的两个界面选择设定的区域进行重构。
S4、工业CT系统对CT图像重构，根据样品本身的特征建立坐标系并进行密封件尺寸测量取多点测量的平均值N2，密封件首次压缩的压缩量为N1-N2/N1；
其中工业CT系统对CT图像重构，根据样品本身的特征建立坐标系的具体步骤为：工业CT系统生成如图6所示的检测工件的CT图像，观察CT图像总的各种细节特征，确定需要进行尺寸测量的细节特征；以盖板平面为xy平面，过两极柱中心的直线作为x轴，在xy平面内，垂直于x轴的铆钉圆直径作为y轴，垂直于xy面的直线作为z轴，建立三维直角坐标系，如图7所示。
以xz平面作为截面，测量10次密封件压缩后尺寸，如图8所示，取平均值N2＝0.744mm，密封件首次压缩的压缩量为N1-N2/N1＝25.5％。
S5、将锂电池进行1C充放电循环1000周，选取充放电后的密封件盖板进行测试，工业CT系统重复步骤S3，然后对CT图像重构，根据样品本身的特征建立坐标系，测量10次密封件压缩后的尺寸，如图9所示，取平均值N3,密封件充放电后压缩量为N1-N3/N1。具体地说，以yz平面作为截面，测量10次密封件压缩后尺寸，取平均值N3＝0.748mm，密封件充放电后压缩量为N1-N3/N1＝25.1％。
对比充放电前后压缩率的变化，可以发现充放电循环后，密封件压缩量有一定降低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、使用测量工具测量未封入锂电池的密封件尺寸，多点测量取平均值N1；
S2、密封件组装至配套的且作为样品的电池盖板中；
S3、开启工业CT系统并进行标样校准，工业CT系统根据设定的扫描工艺参数对压缩后的密封件盖板进行扫描，获得对应样品的CT图像；
S4、工业CT系统对CT图像重构，根据样品本身的特征建立坐标系并进行密封件尺寸测量取多点测量的平均值N2，密封件首次压缩的压缩量为N1-N2/N1，进行密封件尺寸测量取多点测量的平均值N2是以yz平面作为截面；
S5、将电池进行充放电循环若干周，工业CT系统重复步骤S3，然后对CT图像重构，根据样品本身的特征建立坐标系，测量多次密封件压缩后的尺寸，取平均值N3,密封件充放电后压缩量为N1-N3/N1。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，其特征在于，步骤S1中的测量工具为螺旋测微计或游标卡尺。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，其特征在于，步骤S3中校正的步骤为：使用测针对工业CT检测设备进行校正，并将分辨率调节到设定值、灰度值校准、黑白校准。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，其特征在于，步骤S3中设定的扫描工艺参数包括：滤波片的尺寸、调整样品X/Y向位移Z方向位移使样品中心轴与旋转轴保持一致、样品自转角度和样品台倾斜角度、调整管电压值、管电流值和曝光时间，灰度值范围、投影次数。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，其特征在于，工业CT系统生成图像重构具体如下：选择旋转中心95％的范围进行降噪，样品重构界面，在夹角互为90°的两个界面选择设定的区域进行重构。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，其特征在于，夹角互为90°的两个界面包括整个正极盖板在内。
7.根据权利要求5所述的一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，其特征在于，步骤S4中建立坐标系并计算的软件为VG分析软件，步骤为：以密封件盖板平面为xy平面，过两极柱中心的直线作为x轴，在xy平面内，垂直于x轴的盖板圆直径作为y轴，垂直于xy面的直线作为z轴，建立三维直角坐标系。
8.根据权利要求1所述的一种锂电池正极密封件压缩量的测试方法，其特征在于，步骤S5中将锂电池进行1C充放电循环1000周，构建坐标系后，以yz平面作为截面，测量多次密封件压缩后尺寸。
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