CN114361378B - 一种三元材料的电化学性能检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的为一种高镍三元材料的电化学性能检测方法，它包括以下步骤：辅材准备、涂布、辊压、冲切、烘烤、电池组装以及测试；其中，涂布为将浆料涂布于集流体上形成极片，将涂布好的极片放入120‑130℃鼓风干燥箱中，烘干20min以上；烘烤为将装有圆片的纸包用玻璃板和夹子夹住，放入真空干燥箱中，其中，烘烤温度为83‑85℃，压力低于‑0.08MPa，烘烤时间50‑70min；较之前技术而言，本发明的有益效果为：1、本发明改进了电池测试前的制作工艺，缩短了极片的烘烤时间，大大高工作效率。2、发明采用反装方式，结合封口压力控制，大大提高检测稳定性，保证电池结果的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及电池检测领域，特别是一种三元材料的电化学性能检测方法。
背景技术
目前电池检测均参照中华人民共和国国家标准《GB/T37201-2018》，对纽扣电池组装所需的各个部件，原辅材料进行预处理，处理后按照电池制作的相应工序进行制作电池。最后进行电池首次放电比容量以及首次充放电效率的测试。但是目前的针对电池材料的电化学性能检测方法，其极片的风干以及烘干时间较长，从而工作效率低下，另外目前的池封装为正极壳在下的正装方式，其检测稳定性较差，无法保证电池结果的一致性。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种三元材料的电化学性能检测方法，它针对Nimol％含量>50％的样品的检测方法进行的调整，提高了检测稳定性以及检测效率。
本发明通过如下技术方案实现：一种三元材料的电化学性能检测方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1辅材准备，将负极壳、正极壳、垫片、弹片、隔离膜进行预处理，并准备含镍钴锰酸锂的浆料；
S2涂布，将浆料涂布于集流体上形成极片，将涂布好的极片放入120-130℃鼓风干燥箱中，烘干20min以上；
S3辊压，将极片通过辊压机进行辊压；
S4冲切，将辊压后的极片通过刀模进行冲切，形成圆片；
S5烘烤，将装有圆片的纸包用玻璃板和夹子夹住，放入真空干燥箱中，其中，烘烤温度为83-85℃，压力低于-0.08MPa，烘烤时间50-70min；
S6电池组装，按照由下至上包括按照负极壳-极片-电解液-隔膜-电解液-锂片-垫片-垫片-弹片-正极壳排列，并扣压封口；
S7测试，将电池放入电池测试仪中测试放电比容量与首次充放电效率。
进一步的，S1辅材准备中，负极壳、正极壳、垫片、弹片的处理如下，使用无水乙醇超声至少30min，去除各部件间的油污；再使用60℃以上烘箱烘烤至少2h，去除各部件的水分，转入手套箱中备用。
其中，S1辅材准备中，隔离膜使用50-75℃烘箱烘烤至少2h，去除隔离膜中的含水量，转入手套箱中备用。
其中，S1辅材准备中，浆料准备，按照重量比计，每百分浆料中，含有胶水2-3份，导电碳1.5-3份，余量镍钴锰酸锂；称量放于同一搅拌罐中，配料全过程处于露点-35℃以下的环境中进行；之后使用脱泡搅拌机，850r/min转1min，再按照2000r/min转12min的工艺参数进行搅拌，搅拌全过程处于露点-35℃以下的环境中进行；胶水的制备方案为：按照重量比计，聚偏二氟乙烯：N-甲基吡咯烷酮＝1：28-32的比例搅拌至无明显颗粒物，配制过程处于露点-35℃以下的环境中进行。
进一步的，S2涂布的具体步骤如下：
S2.1玻璃板清洁：在涂布台面上平放玻璃板，用沾有酒精的无尘纸清洁玻璃板；
S2.2集流体裁剪：沿集流体卷横向裁剪集流体，长度300mm；
S2.3集流体玻璃板准备：首先在玻璃板中央撒上些许无水乙醇，将集流体平铺在洁净的玻璃板上，注意毛面朝上，然后用无尘纸往一个方向挤压，使集流体紧贴在玻璃板上，无气泡残留；
S2.4浆料涂布：将涂布刮刀置于集流体一端，将搅拌罐中经过搅拌的浆料加入涂布刮刀中，手指按压集流体两端，启动半自动涂覆机，以20mm/s匀速水平拖动涂抹器，使之在集流体上形成厚度均匀的涂膜；
S2.5极片干燥：将涂布好的极片迅速、平整的放入鼓风干燥箱中烘干。
进一步的，S3辊压的具体步骤为，调节辊压机压力，使实时压力与设定压力差值不超过0.5T，将极片缓慢推入滚轴内，极片的压实密度应在3.4～3.5g/cm2。
进一步的，S4冲切的具体步骤为，将极片有涂膜面朝上，用称量纸盖住后冲切，用直径14mm的刀模冲切极片，每个样品称量4个圆片，其中极片间的重量极差不可大于0.5mg。
进一步的，S6电池组装的具体参数为，按照由下至上包括按照负极壳-极片-电解液-隔膜-电解液-锂片-垫片-垫片-弹片-正极壳排列，其中电解液的70μL；将组装完的电池负极壳朝上放入压扣机凹槽内，设置封口压力为600kg/cm2，保压3s，完成电池的封口。
较之前技术而言，本发明的有益效果为：
1、本发明改进了电池测试前的制作工艺，缩短了极片的烘烤时间，大大高工作效率。
2、发明采用反装方式，结合封口压力控制，大大提高检测稳定性，保证电池结果的一致性。
3、在检测时，同一极片样品组装4个电池，电池放电比容量极差<1mAh/g。
4、明确电池制作流程管控，放置样品吸水造成检测结果异常，保证检测结果稳定性。
5、基于国标基础，给出电池各个结构摆放位置及封口工艺参数，提高检测稳定性。
附图说明
图1为发明的流程图；
图2为极片(冲切后的圆片)烘烤的示意图；
图3为电池组装的示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明对本发明做详细说明：
一种三元材料的电化学性能检测方法，它包括以下步骤：
S1辅材准备，将负极壳、正极壳、垫片、弹片、隔离膜进行预处理，并准备含镍钴锰酸锂的浆料；
其中，S1辅材准备中，负极壳、正极壳、垫片、弹片的处理如下，使用无水乙醇超声30min，去除各部件间的油污；使用60℃烘箱烘烤2h，去除各部件的水分，转入手套箱中备用。
S1辅材准备中，隔离膜使用50℃烘箱烘烤2h，去除隔离膜中的含水量，转入手套箱中备用。
S1辅材准备中，浆料准备，按照重量比计，NCM(镍钴锰酸锂)：SP(导电碳)：胶水＝96.5：1.5：2，称量放于同一搅拌罐中，配料全过程处于露点-35℃以下的环境中进行；之后使用脱泡搅拌机，先按照850r/min转1min，再按照2000r/min转12min的工艺参数进行搅拌；搅拌全过程处于露点-35℃以下的环境中进行；
其中，胶水的制备方案为：按照重量比计，PVDF(聚偏二氟乙烯)：NMP(N甲基吡咯烷酮)＝1：30的比例搅拌至无明显颗粒物，配制过程处于露点-35℃以下的环境中进行。
S2涂布，将浆料涂布于集流体上形成极片，将涂布好的极片放入120-130℃鼓风干燥箱中，烘干20min以上；
其中，S2涂布的具体步骤如下：
S2.1玻璃板清洁：在涂布台面上平放玻璃板，用沾有酒精的无尘纸清洁玻璃板；
S2.2集流体裁剪：沿集流体卷横向裁剪集流体，长度300mm；
S2.3集流体玻璃板准备：首先在玻璃板中央撒上些许无水乙醇，将集流体平铺在洁净的玻璃板上，注意毛面朝上，然后用无尘纸往一个方向挤压，使集流体紧贴在玻璃板上，无气泡残留；
S2.4浆料涂布：将涂布刮刀置于集流体一端，将搅拌罐中经过搅拌的浆料加入涂布刮刀中，手指按压集流体两端，启动半自动涂覆机，以20mm/s匀速水平拖动涂抹器，使之在集流体上形成厚度均匀的涂膜；
S2.5极片干燥：将涂布好的极片迅速、平整的放入130℃鼓风干燥箱中，烘干20min以上。
S3辊压，将极片通过辊压机进行辊压；
其中，S3辊压的具体步骤为，调节辊压机压力，使实时压力与设定压力差值不超过0.5T，将极片缓慢推入滚轴内，极片的压实密度应在3.4～3.5g/cm2。
S4冲切，将辊压后的极片通过刀模进行冲切，形成圆片；
S4冲切的具体步骤为，将极片有涂膜面朝上，用称量纸盖住后冲切，用直径14mm的刀模冲切极片，每个样品称量4个圆片，其中极片间的重量极差不可大于0.5mg。
S5烘烤，将装有圆片的纸包用玻璃板和夹子夹住，放入真空干燥箱中，其中，烘烤温度为85℃，压力低于-0.08MPa，烘烤时间60min(见图2)；
S6电池组装，按照由下至上包括按照负极壳-极片-电解液-隔膜-电解液-锂片-垫片-垫片-弹片-正极壳排列，并扣压封口(见图3)；
其中，S6电池组装的具体参数为，按照由下至上包括按照负极壳-极片-电解液-隔膜-电解液-锂片-垫片-垫片-弹片-正极壳排列，其中电解液的70μL；将组装完的电池负极壳朝上放入压扣机凹槽内，设置封口压力为600kg/cm2，保压3s，完成电池的封口。
S7测试，将电池放入电池测试仪中测试放电比容量与首次充放电效率。将封口完成的电池放入电池测试仪中测试放电比容量与首次充放电效率。其具体数据如下：
示例：连续10天，每日完成4个电池制作，组内极差<1mAh/g；
由以上数据可以看出，通过本发明工艺流程制作的电池，其稳定性较好，并未受到工艺流程变化的影响。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种三元材料的电化学性能检测方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1辅材准备，将负极壳、正极壳、垫片、弹片、隔离膜进行预处理，并准备含镍钴锰酸锂的浆料；
S2涂布，将浆料涂布于集流体上形成极片，将涂布好的极片放入120-130℃鼓风干燥箱中，烘干20min以上；
S3辊压，将极片通过辊压机进行辊压；
S4冲切，将辊压后的极片通过刀模进行冲切，形成圆片；
S5烘烤，将装有圆片的纸包用玻璃板和夹子夹住，放入真空干燥箱中，其中，烘烤温度为85-100℃，压力低于-0.08MPa，烘烤时间60-120min；
S6电池组装，按照由下至上包括按照负极壳-极片-电解液-隔膜-电解液-锂片-垫片-垫片-弹片-正极壳排列，并扣压封口；
S7测试，将电池放入电池测试仪中测试放电比容量与首次充放电效率；
S1辅材准备中，浆料准备，按照重量比计，每百分浆料中，含有胶水2-3份，导电碳1.5-3份，余量镍钴锰酸锂；称量放于同一搅拌罐中，配料全过程处于露点-35℃以下的环境中进行；之后使用脱泡搅拌机，先按照850r/min转1min，再按照2000r/min转12min的工艺参数进行搅拌；搅拌全过程处于露点-35℃以下的环境中进行；
其中，胶水的制备方案为：按照重量比计，聚偏二氟乙烯：N-甲基吡咯烷酮＝1：28-32的比例搅拌至无明显颗粒物，配制过程处于露点-35℃以下的环境中进行；
S4冲切的具体步骤为，将极片有涂膜面朝上，用称量纸盖住后冲切，用直径14mm的刀模冲切极片，每个样品称量4个圆片，其中极片间的重量极差不可大于0.5mg。
2.根据权利要求1所述的一种三元材料的电化学性能检测方法，其特征在于：
S1辅材准备中，负极壳、正极壳、垫片、弹片的处理如下，使用无水乙醇超声至少30min，去除各部件间的油污；再使用60℃以上烘箱烘烤至少2h，去除各部件的水分，转入手套箱中备用。
3.根据权利要求1所述的一种三元材料的电化学性能检测方法，其特征在于：
S1辅材准备中，隔离膜使用50-75℃烘箱烘烤至少2h，去除隔离膜中的含水量，转入手套箱中备用。
4.根据权利要求1所述的一种三元材料的电化学性能检测方法，其特征在于：
S2涂布的具体步骤如下：
S2.1玻璃板清洁：在涂布台面上平放玻璃板，用沾有酒精的无尘纸清洁玻璃板；
S2.2集流体裁剪：沿集流体卷横向裁剪集流体，长度300mm；
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S2.5极片干燥：将涂布好的极片迅速、平整的放入鼓风干燥箱中烘干。
5.根据权利要求1所述的一种三元材料的电化学性能检测方法，其特征在于：
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