CN113921892A - 一种锂离子电池电解液浸润判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种锂离子电池电解液浸润判断方法，包括如下内容：于固定温度下，对以注液的电池以固定频率进行阻抗测试并构筑电池EIS值随时间变化的曲线，依据所述曲线获取界面阻抗变化率以判断锂离子电池电解液浸润程度。本发明通过还原电池在实际生产中的状态，无任何外部因素干扰，对电芯无损，直接量化整个陈化过程，数据直观可靠，同时，测试操作简单，分析成本低，是一种非常实用的判定方法。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液浸润判断方法。
背景技术
目前，观察锂离子软包电池内部的电解液浸润状况的方法主要有荧光法、超声波检测、热传导。
荧光法是指在电解液中加入荧光剂，之后取不同浸润时间的电芯进行拆解，在特殊光源条件下观察电池材料表面发出的荧光强弱判断电解液对电池浸润的一致性。
目前所用的荧光法，需要对电池进行拆解，并且荧光的判断比较主观，不够准确，不能量化浸润结果，导致实验结果误差较大。
超声波检测法是利用声波在电芯未浸润区域处的内部空隙时衰减严重甚至无法穿透，能够接收到的超声波信号非常弱，对信号的强弱进行成像处理，从而判断电芯的浸润效果图。
超声波检测法需要使用专门的仪器设备，一般为了保证电解液浸润差异识别效果，需提高超声成像分辨率，从而需要配备不同频率探头，设备投入较高，会大大增加测试的分析成本，同时测试过程中不能够完全模拟电解液的实际浸润过程，缺少一定的权威性。
热传导法指的是利用电芯的热传导性与液态电解质于电芯内部浸润情况的相关性，利用红外热像仪采集电芯温度，通过锂离子电池内部温度梯度分布来判断电池的浸润状态。
热传导法在实际测量当中会改变电芯所处的恒温恒湿环境，同时如果在同一温度下搁置时间较长，电芯内部温场趋于稳定，对实现的测试结果具有很大的干扰，导致数据不准确，无法准确判断。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种锂离子电池电解液浸润判断方法，相关检测设备简单，测试成本低，数据结果稳定可靠，可行度高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种锂离子电池电解液浸润判断方法，包括如下内容：于固定温度下，对以注液的电池以固定频率进行阻抗测试并构筑电池EIS值随时间变化的曲线，依据所述曲线获取界面阻抗变化率以判断锂离子电池电解液浸润程度。
进一步地，所述测试频率为1次/小时，测量次数为45次。
进一步地，获取界面阻抗变化率的具体步骤如下：由电池EIS值随时间变化的曲线中拆解陈化过程中的每小时的界面阻抗以获取陈化过程中电芯界面阻抗的变化曲线，微分所述变化曲线获取界面阻抗变化率。
进一步地，所述注液过程具体如下：向待注液的电芯中注入100±0.1g电解液并对电池壳体进行密封。
进一步地，所述陈化过程具体如下：垂直设置所述电池于45±5℃的恒温箱内，所述电池的气袋口向上设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过还原电池在实际生产中的状态，无任何外部因素干扰，对电芯无损，直接量化整个陈化过程，数据直观可靠，同时，测试操作简单，分析成本低，是一种非常实用的判定方法。
附图说明
参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
图1示意性显示了EIS(电化学阻抗谱)随时间变化曲线。
图2示意性显示了陈化45小时过程中电芯界面阻抗的变化。
图3示意性显示了界面阻抗变化率于陈化45小时过程中的变化。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
一种锂离子电池电解液浸润判断方法，包括如下步骤：
S1、注液：在待注液的电芯中注入100±0.1g电解液，并对电池壳体进行封口密封；
S2、陈化(浸润):将封口后的电芯置于45±5℃的恒温箱中，以垂直放置方式，气袋口朝上；
S3、测试：以电化学工作站对上述电池进行交流阻抗测试，测试频率为1次/小时，测量次数45次，得到如图1所示EIS(电化学阻抗谱)随时间变化曲线；
S4、判定：由上述EIS曲线图中拆解电池于陈化过程中的每小时的界面阻抗，得到陈化45小时过程中电芯界面阻抗的变化如图2所示，并对其进行一次微分，获得界面阻抗变化率如图3所示。
电芯浸润过程中的界面阻抗与电芯内部组件有着直接的对应关系，浸润区域与未浸润区域界面阻抗值较，从图1可以看出，第1圈的曲线相对第2圈更靠后，且随着陈化时间的延长，第2圈至第45圈EIS曲线逐渐合拢，重合，这也直接反映了电芯浸润的变化。
同时通过图2和图3，亦可以得到电芯陈化过程中电解液浸润过程的稳定状态以及变化速率。
整个测试过程可以于真正意义上还原电池在实际生产中的状态，且无任何外部因素干扰，对电芯无损，直接量化整个陈化过程，数据直观可靠，同时，测试操作简单，分析成本低，是一种非常实用的判定方法。
上述技术方案对任何结构(纽扣、软包以及铝壳)、任何堆叠方式(叠片和卷绕)的电芯都使用，同时也不受电解液种类影响，任何形状的电芯采用的此方法都视为与此方法相同。
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种锂离子电池电解液浸润判断方法，其特征在于，包括如下内容：于固定温度下，对以注液的电池以固定频率进行阻抗测试并构筑电池EIS值随时间变化的曲线，依据所述曲线获取界面阻抗变化率以判断锂离子电池电解液浸润程度。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液浸润判断方法，其特征在于，所述测试频率为1次/小时，测量次数为45次。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液浸润判断方法，其特征在于，获取界面阻抗变化率的具体步骤如下：由电池EIS值随时间变化的曲线中拆解陈化过程中的每小时的界面阻抗以获取陈化过程中电芯界面阻抗的变化曲线，微分所述变化曲线获取界面阻抗变化率。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液浸润判断方法，其特征在于，所述注液过程具体如下：向待注液的电芯中注入100±0.1g电解液并对电池壳体进行密封。
5.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液浸润判断方法，其特征在于，所述陈化过程具体如下：垂直设置所述电池于45±5℃的恒温箱内，所述电池的气袋口向上设置。
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