CN114354449A - 一种卷芯浸润程度的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卷芯浸润程度的测试方法，所述测试方法包括：将极片组合片的一端采用电解液进行浸润，测量极片组合片中第二极片的重量和电解液含量，得到卷芯的浸润时长。通过对极片组合片进行润湿性测试，检测极片组合片中第二极片的重量和电解液含量而确定卷芯的润湿性情况，可以实现在环绕张力条件下实现对卷芯浸润时间的合理检测，检测时间短，检测结果可直接扩大到实际卷芯进行使用。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种卷芯浸润程度的测试方法。
背景技术
在锂电池领域电解液对电极的浸润程度会显著影响电池的性能，然而极片浸润不代表卷芯浸润，卷芯浸润取决于松紧度、温度等诸多因素，目前可靠的手段为测ICP元素表征及超声测试等，但超声探头设备造价高、无法具体明确位置，同时肉眼无法观察电解液分布状态。
如CN108107092A公开了一种带有参比电极的锂离子电池的浸润制备方法，属于电极电位检测以及电极制作技术领域。首先制备一个参比电极，然后将参比电极插入锂离子电池电芯的隔膜与负极之间，最后在无水无氧条件下，用铝塑膜，塑封已植入参比电极的锂离子电池，得到带有参比电极的锂离子电池。本方法在将金属锂生长在基片表面的同时，保留基片的多孔特性，使得电解液中小分子可从孔隙中透过。同时，可以控制基片上锂层的生长厚度，保证基片材料多孔性质得到保留，同时材料上负载足够多的锂，满足测试需求。本方法制备得到的参比电极具有较长的使用寿命，而且制作工艺简单，满足工业生产要求，使得带有参比电极的锂离子电池的工业生产及应用成为可能。
CN110487665A公开了一种极片的浸润性检测方法，包括如下步骤：S1.极片预处理：在极片表面包覆聚偏氟乙烯层，获得待测极片；S2.浸润性检测：将所述待测极片浸入电解液中，根据一定时间内进入待测极片中电解液的质量计算浸润速度。本发明中，先在极片表面包覆偏氟乙烯层，再将极片浸入电解液中，根据一定时间内进入待测极片中电解液的质量计算浸润速度，从而测试极片的浸润性，能够避免极片在电解液中的掉料情况的发生，实验数据准确性高，具有很高的实用性。
然而，上述方法仍存无法观察电解液分布状态等问题，虽然有目前通过荧光剂测浸润效果的专利，但只能定性且色差区分不太明确，导致检测精确度存在较差的问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提一种供卷芯浸润程度的测试方法，可以实现在外压力条件下实现对卷芯浸润时间的合理检测，检测时间短，检测结果可直接扩大到卷芯进行使用，不需要对卷芯进行拆解即可实现浸润性的检测。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种卷芯浸润程度的测试方法，所述测试方法包括：将极片组合片的一端采用电解液进行浸润，测量极片组合片中第二极片的重量和电解液含量，得到卷芯的浸润时长；
所述极片组合片包括依次排列的第一板、第一极片、第一隔膜、第二极片、第二隔膜、第三极片和第二板；所述第一极片和第三极片的极性相同；所述第二极片的与所述第一极片的极性相反；
所述极片组合片中的第一板和第二板上均施加有压力。如可以对第一板和第二板施加环绕张力或者设置环绕等间距(3-5cm)的张力，可以使得测试结果更加精准。本发明中在顶部、中部和底部施加有环绕张力为如一个长方形板材，在板材的中间线位置环绕设置与水平面平行平行的张力，然后在接近水平面的低端施加环绕张力，然后以中部为对称轴的顶端施加环绕张力。
本发明提供的方法，通过对检测对象的设置，通过对极片组合片进行润湿性测试，检测极片组合片的重量和荧光高度进而确定卷芯的润湿性情况，因为组合片层间距通过外侧压力控制与卷芯层间距等同，其浸润时长相当于电芯所需浸润时长，另外极片可在注液后卷芯拆解取片(负极片浸润采用组合正极-隔膜-负极-隔膜-正极、正极片浸润采用组合负极-隔膜-正极-隔膜-负极)做，注液工艺影响卷芯电解液含量初始态，影响后续静置时长。通过对组合片中间极片的吸液量饱和及最终极片电解液ICP，可以实现在夹持力条件下实现对卷芯浸润时间的合理检测，检测较方便，检测结果可直接扩大到实际卷芯进行使用，这是因为与卷绕卷芯结构相似，模拟极片高度与卷芯高度一致，另卷绕卷芯注液后从底部开始吸液。
本发明中，组合片是载体，检测对象不是组合片，是组合片的第二极片，第二极片可为正或负极。
本发明中，所述电解液含量为采用ICP进行检测，如在竖直测试方向测试面取样，底部、中间、顶部分别取2*2cm样品极片用作ICP检测。本发明中，所述极片组合片的一端指如将极片组合片中第一板的长边和水平面垂直时，接近水平面的一端或远离水平面的一端。而非指将极片组合片的第一板与水平面平行放置时，将第一板作为极片组合片的一端。同理可知所述极片组合片的中部即为第一板和水平面垂直时极片组合片的中线位置。
本发明中压力通过采用现有技术的常规手段进行实现，以控制极片之间的层间距。
作为本发明优选的技术方案，所述第一板包括亚格力版。
作为本发明优选的技术方案，所述第二板包括亚格力版。
作为本发明优选的技术方案，所述第一极片包括正极片或负极片。
优选地，所述第一极片的厚度为120-200μm，例如可以是120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm或200μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第一隔膜包括涂胶隔膜或陶瓷隔膜。
优选地，所述第一隔膜的厚度为6-30μm，例如可以是6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm、26μm、27μm、28μm、29μm或30μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第二隔膜包括涂胶隔膜或陶瓷隔膜。
优选地，所述第二隔膜的厚度为6-30μm，例如可以是6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm、26μm、27μm、28μm、29μm或30μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第二极片包括正极片或负极片，所述第二极片和所述第一极片的极性不同。
优选地，所述第二极片的厚度为120-200μm，例如可以是120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm或200μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第三极片包括正极片或负极片，所述第三极片和所述第一极片的极性相同。
优选地，所述第三极片的厚度为120-200μm，例如可以是120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm或200μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述浸润中将极片组合片的底端浸润的长度为2-8cm，例如可以是2cm、2.5cm、3cm、3.5cm、4cm、4.5cm、5cm、5.5cm、6cm、6.5cm、7cm、7.5cm、或8cm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述测试方法包括：将极片组合片的一端采用电解液进行浸润，测量极片组合片中第二极片的重量和电解液含量，得到卷芯的浸润时长；
所述极片组合片包括依次排列的第一板、第一极片、第一隔膜、第二极片、第二隔膜、第三极片和第二板；所述第一极片和第三极片的极性相同；所述第二极片的与所述第一极片的极性相反；
所述极片组合片中的第一极片和第三极片上均施加有压力；
所述第一极片包括正极片或负极片，所述第一极片的厚度为120-200μm；
所述第一隔膜包括涂胶隔膜或陶瓷隔膜，所述第一隔膜的厚度为6-30μm，所述第二隔膜包括涂胶隔膜或陶瓷隔膜，所述第二隔膜的厚度为6-30μm；
所述第二极片包括正极片或负极片，所述第二极片的厚度为120-200μm，所述第三极片包括正极片或负极片，所述第三极片的厚度为120-200μm；
所述浸润中将极片组合片的底端浸润的长度为2-8cm。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供的方法，通过对检测对象的设置，通过对极片组合片进行润湿性测试，检测极片组合片的重量和荧光高度进而确定卷芯的润湿性情况，可以实现在环绕张力条件下实现对卷芯浸润时间的合理检测，检测时间短，检测结果可直接扩大到实际卷芯进行使用。
附图说明
图1是本发明实施例1中极片组合片的示意图；
图中：1-第一板，2-第一极片，3-第一隔膜，4-第二极片，5-第二隔膜，6-第三极片，7-第二板。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本发明提供一种卷芯浸润程度的测试方法，所述测试方法包括：取注液后的一个三元体系卷芯，沿电芯高度方向，分别取第一、第三极片为该卷芯正极及第二极片为该卷芯负极的进行组合片制样，可制取第二极片相同的组合片5件，将极片组合片的一端采用电解液进行浸润，测量不同时刻极片组合片中第二极片的重量和电解液含量，取对应时刻组合片中第二极片的重量及电解液含量平均值得到卷芯的浸润时长；所述极片组合片包括依次排列的第一板1、第一极片2、第一隔膜3、第二极片4、第二隔膜5、第三极片6和第二板7，如图1所示；
所述极片组合片中对第一板和第二板施加有压力；
所述第一板为亚格力版，所述第二板为亚格力版；
所述第一极片为正极片，所述第一极片的厚度为160μm；
所述第一隔膜为陶瓷隔膜，所述第一隔膜的厚度为20μm，所述第二隔膜为陶瓷隔膜，所述第二隔膜的厚度为20μm；
所述第二极片为负极片，所述第二极片和所述第一极片的极性不同，所述第二极片的厚度为160μm；
所述第三极片为正极片，所述第三极片和所述第一极片的极性相同，所述第三极片的厚度为160μm；
所述浸润中将极片组合片的一端浸润的长度为2cm。
测验结果详见表1。
表1
通过第二极片分别为正极片、负极片浸润性的确定，根据正负极元素成分基本不变确定电芯浸润时长16h。通过上述实施例的结果可知，本发明提供的方法，通过对检测对象的设置，通过对极片组合片进行润湿性测试，检测极片组合片中第二极片的重量和电解液含量进而确定卷芯的润湿性情况，可以实现在环绕张力条件下实现对卷芯浸润时间的合理检测，检测时间短，减少实验样品量(1个电芯可以制作好多组合片)，检测结果可直接扩大到实际卷芯进行使用。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种卷芯浸润程度的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：将极片组合片的一端采用电解液进行浸润，测量极片组合片中第二极片的重量和电解液含量，得到卷芯的浸润时长；
所述极片组合片包括依次排列的第一板、第一极片、第一隔膜、第二极片、第二隔膜、第三极片和第二板；所述第一极片和第三极片的极性相同；所述第二极片的与所述第一极片的极性相反；
所述极片组合片中的第一极片和第三极片上均施加有压力。
2.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述第一板包括亚格力板。
3.如权利要求1或2所述的测试方法，其特征在于，所述第二板包括亚格力板。
4.如权利要求1-3任一项所述的测试方法，其特征在于，所述第一极片包括正极片或负极片；
优选地，所述第一极片的厚度为120-200μm。
5.如权利要求1-4任一项所述的测试方法，其特征在于，所述第一隔膜包括涂胶隔膜或陶瓷隔膜；
优选地，所述第一隔膜的厚度为6-30μm。
6.如权利要求1-5任一项所述的测试方法，其特征在于，所述第二隔膜包括涂胶隔膜或陶瓷隔膜；
优选地，所述第二隔膜的厚度为6-30μm。
7.如权利要求1-6任一项所述的测试方法，其特征在于，所述第二极片包括正极片或负极片；
优选地，所述第二极片的厚度为120-200μm。
8.如权利要求1-7任一项所述的测试方法，其特征在于，所述第三极片包括正极片或负极片；
优选地，所述第三极片的厚度为120-200μm。
9.如权利要求1-8任一项所述的测试方法，其特征在于，所述浸润中将极片组合片的底端浸润的长度为2-8cm。
10.如权利要求1-9任一项所述的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：将极片组合片的一端采用电解液进行浸润，测量极片组合片中第二极片的重量和电解液含量，得到卷芯的浸润时长；
所述极片组合片包括依次排列的第一板、第一极片、第一隔膜、第二极片、第二隔膜、第三极片和第二板；所述第一极片和第三极片的极性相同；所述第二极片的与所述第一极片的极性相反；
所述极片组合片中的第一极片和第三极片上均施加有压力；
所述第一极片包括正极片或负极片，所述第一极片的厚度为120-200μm；
所述第一隔膜包括涂胶隔膜或陶瓷隔膜，所述第一隔膜的厚度为6-30μm，所述第二隔膜包括涂胶隔膜或陶瓷隔膜，所述第二隔膜的厚度为6-30μm；
所述第二极片包括正极片或负极片，所述第二极片的厚度为120-200μm，所述第三极片包括正极片或负极片，所述第三极片的厚度为120-200μm；
所述浸润中将极片组合片的底端浸润的长度为2-8cm。
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