CN114112699A - 软包锂电池铝塑膜封装强度的评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及软包锂电池铝塑膜封装强度的评估方法，其包括以下步骤：步骤1、准备两个配方相同的电芯，其中一个进行正常封装，形成封装电芯，另一个带有气袋，形成气袋电芯；步骤2、对封装电芯进行过充测试，封装电芯产生气体，其电芯体积随时间上升；当电芯体积开始下降时，表示电芯的封装破裂；记录此时的电压参数U1和此时的体积变化量V1；步骤3、对气袋电芯进行过充测试，气袋电芯产生气体，气体储存在气袋中；当气袋电芯的电压达到U1时，记录此时的体积变化量V2；步骤4、计算封装电芯的封装强度P1=P2*V2/V1，其中，P2为气袋内气压，其为一个标准大气压。本发明能够对封装后的电芯进行封装强度的测量，保证了测量结果的准确性。

Description

软包锂电池铝塑膜封装强度的评估方法
技术领域
本发明涉及电池性能评估技术领域，具体涉及一种软包锂电池铝塑膜封装强度的评估方法。
背景技术
当电芯的气袋被切除，电芯完成封装后，电芯在使用过程中出现过充时，电芯内部会发生产气现象，此时内部气体不能排出，这会引起电芯膨胀。当电芯内部膨胀力过大时，如果封装强度不够，容易撑开封装，造成漏液、腐蚀等严重损害。因此为避免这种现象发生，亟需一种快速准确的软包锂电池的电芯铝塑膜封装强度的评估方法。
目前，单纯对电芯的封装材料在封装前进行力学拉伸测试，来表征制作电芯的铝塑膜的封装强度，不对封装成电芯后的铝塑膜的封装强度进行评估，测量结果不准确。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种软包锂电池铝塑膜封装强度的评估方法，以准确测量出软包锂电池的电芯的封装材料的封装强度。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
软包锂电池铝塑膜封装强度的评估方法，其包括以下步骤：
步骤1、准备两个配方相同的电芯，其中一个进行正常封装，形成封装电芯，另一个带有气袋，形成气袋电芯；
步骤2、对封装电芯进行过充测试，封装电芯产生气体，其电芯体积随时间上升；当电芯体积开始下降时，表示电芯的封装破裂；记录此时的电压参数U1和此时的体积变化量V1；
步骤3、对气袋电芯进行过充测试，气袋电芯产生气体，气体储存在气袋中；当气袋电芯的电压达到U1时，记录此时的体积变化量V2；
步骤4、计算封装电芯的封装强度P1=P2*V2/V1，其中，P2为气袋内气压，其为一个标准大气压。
所述步骤2和步骤3中，体积变化量的测量方法为：将电芯置于矿物油内，然后在电芯过充测试过程中，通过监测电芯的浮力变化，进而计算出电芯的体积变化量。
采用上述方案后，本发明能够对封装后的电芯进行封装强度的测量，保证了测量结果的准确性。准确评估软包锂电池铝塑膜封装强度，可以知道封装工艺，确保封装的可靠性，提高锂电池的使用安全性和稳定性。另外，本发明评估方法只需测量出正常的封装电芯在封装破裂下的电压以及体积变化量，然后在同样电压下测量出气袋电芯的体积变化，由此就可计算出相同配方的电芯的封装强度值，评估快速简单，可以提升研发效率，缩短研发周期，降低企业生产成本。
附图说明
图1为封装电芯的电压、体积变化曲线图；
图2为气袋电芯的电压、体积变化曲线图。
具体实施方式
本发明揭示了一种软包锂电池铝塑膜封装强度的评估方法，其包括以下步骤：
步骤1、准备两个配方相同的电芯，其中一个进行正常封装，形成封装电芯，另一个带有气袋，形成气袋电芯。
步骤2、对封装电芯进行过充测试，电芯发生产气，记录电芯的体积变化量，测试温度，电流，电压，容量等数据。记录测试温度、电流、电压、容量等数据可以用来评估电芯数据的可靠性。
电芯在过充测试中的体积变化量随着时间上升，电芯的铝塑膜封装开始形变，电芯内的气压转化为封装的内压力。当形变量达到一定值时电芯体积变化量缓慢上升，接近不变。然后在某一时刻电芯体积突然开始下降，此时电芯封装破裂，气体泄漏时，记下封装破裂时的电压参数U1和体积变化量V1（参照图1所示）。
步骤3、对气袋电芯进行过充测试，气袋电芯产生气体，气体储存在气袋中；当气袋电芯的电压达到U1时，记录此时的体积变化量V2（参照图2所示）。这样确保两组实验都在相同的容量、SOC、电压下进行，电芯的气体产气量一致。
上述步骤2和步骤3中体积变化量V1、V2是指电芯提及相较于初始时刻的变化量。
步骤4、对实验的数据进行分析，根据理想气体状态方程：PV=nRT；
式中：P为压强（Pa），V为气体体积(m³)，T为温度(K)，n为气体的物质的量(mol)，R为摩尔气体常数（也叫普适气体恒量）(J/（mol.K）)。
步骤2和步骤3的过充测试条件是一样的，这就意味着两次的温度、气体的物质的量和摩尔气体常数是相等的。那么，根据理想气体状态方程，可以得到两次过充测试体体积与压强的关系如下：
P1*V1=P2*V2；
V1、V2体积变化量为测量所得；而由于气袋的存在，气袋电芯的内压与外压一致，那么P2为一个标准大气压（0.1MPa），由此可以计算出P1，即电芯所能承受的最大气压强度，用P1（MPa）表征电芯封装强度。
因此，封装电芯的封装强度P1=P2*V2/V1，其中，P2为气袋内气压，其为一个标准大气压。
在上述步骤2和步骤3中，电芯的体积变化量可以通过浮力表征电芯的体积变化量。具体地，将电芯置于矿物油内，然后在电芯过充测试过程中，通过监测电芯的浮力变化，进而计算出电芯的体积变化量。
综上，本发明能够对封装后的电芯进行封装强度的测量，保证了测量结果的准确性。准确评估软包锂电池铝塑膜封装强度，可以知道封装工艺，确保封装的可靠性，提高锂电池的使用安全性和稳定性。另外，本发明评估方法只需测量出正常的封装电芯在封装破裂下的电压以及体积变化量，然后在同样电压下测量出气袋电芯的体积变化，由此就可计算出相同配方的电芯的封装强度值，评估快速简单，可以提升研发效率，缩短研发周期，降低企业生产成本。
以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.软包锂电池铝塑膜封装强度的评估方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1、准备两个配方相同的电芯，其中一个进行正常封装，形成封装电芯，另一个带有气袋，形成气袋电芯；
步骤2、对封装电芯进行过充测试，封装电芯产生气体，其电芯体积随时间上升；当电芯体积开始下降时，表示电芯的封装破裂；记录此时的电压参数U1和此时的体积变化量V1；
步骤3、对气袋电芯进行过充测试，气袋电芯产生气体，气体储存在气袋中；当气袋电芯的电压达到U1时，记录此时的体积变化量V2；
步骤4、计算封装电芯的封装强度P1=P2*V2/V1，其中，P2为气袋电芯内气压，其为一个标准大气压。
2.根据权利要求1所述的软包锂电池铝塑膜封装强度的评估方法，其特征在于：所述步骤2和步骤3中，体积变化量的测量方法为：将电芯置于矿物油内，然后在电芯过充测试过程中，通过监测电芯的浮力变化，进而计算出电芯的体积变化量。
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