CN114609427A - 一种锂离子电池极片电压的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池极片电压的测试装置，包括相互盖合的方型上盖体和方型下槽体以及电压表；方型下槽体的顶部，设置有一个方型凹槽；方型上盖体的底部，设置有水平分布的方型平板；方型平板的形状大小，与方型凹槽的形状大小相对应匹配；方型下槽体的正前方设置有一个阶梯平台；方型凹槽内注入有电解液，待测极片、隔膜与参比电极依次上下叠加后浸泡在电解液中；待测极片前端引出的极耳和参比电极前端引出的极耳，相互间隔，并且平整地放置在阶梯平台的顶面；电压表用于检测待测极片和参比电极之间的电位差；参比电极，是预先已知电位的电极。本发明能够快捷准确地检测出电池正极片或负极片的电位，操作安全可靠，不易发生意外风险。

Description

一种锂离子电池极片电压的测试装置

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池极片电压的测试装置。

背景技术

当前，锂离子电池技术快速发展，锂电行业的研发人员设计出各种各样的产品和型号，已经在智能手机、平板电脑、动力电池、军用电池等得到广泛应用。

锂离子电池的正负极片性能，决定了电池的综合能力，在电池制造过程中，研发人员关注极片的涂覆和碾压状态，如厚度公差，平整度等，然而当极片的设计值与实际值有出入时，会导致制作的成品电池的均一性变差，经过对电池的电性能测试后分析其数据，首效(即首次效率)、容量和克容量等离散程度变大，造成电池充电的性能出现偏差，影响锂离子电池的循环寿命。因此，目前锂离子电池行业的研发人员需要通过对电池进行解剖，然后分析其正负极片可能出现的问题，从而判断可能出现的难点。

鉴于目前分析不良电池，需要对电池进行拆解并找出电性能失效的原因。由于锂离子电池在充放电后，负极片会产生电位变化，不同SOC(荷电状态)的电池在解剖后，如果操作不当，可能会产生危险(例如着火)，以及有时候研发人员忽略负极片电位而不去检测。另外，由于目前检测极片电压时，没有通用测试大纲以及规范的检测装置，因此增加了检测带电负极的难度，难以得出准确的检测结论，费时费力，且检测结果的猜想因素较大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种锂离子电池极片电压的测试装置。

为此，本发明提供了一种锂离子电池极片电压的测试装置，包括相互盖合的方型上盖体和方型下槽体以及电压表；

方型下槽体的顶部，设置有一个顶部开口的、下凹的方型凹槽；

方型上盖体的底部，设置有水平分布的方型平板；

方型平板的形状大小，与方型凹槽的形状大小相对应匹配；

方型下槽体的正前方设置有一个阶梯平台；

其中，方型凹槽内注入有电解液，水平分布的待测极片、隔膜与参比电极依次上下叠加后浸泡在电解液中；

待测极片前端引出的极耳和参比电极前端引出的极耳，相互间隔，并且平整地放置在阶梯平台的顶面；

电压表，其检测端连接待测极片的极耳和参比电极的极耳，用于检测获得待测极片和参比电极之间的电位差；

参比电极，是预先已知电位的电极。

优选地，方型上盖体的四角位置，分别设置有一个垂直贯通的第一螺纹段，第一螺纹段的四周内侧壁分布有内螺纹；

方型下槽体的四角，在每个第一螺纹段相对应的位置，分别对应设置有一个垂直贯通的第二螺纹段，第二螺纹段的四周内侧壁分布有内螺纹；

第一螺纹段与对应的第二螺纹段，通过螺栓螺母组件相连接。

优选地，上方型上盖体和方型下槽体的材质，均为经过氟化处理的铝材。

优选地，待测极片，是被拆解的锂离子电池的正极片或负极片；

或者，待测极片，是存在失效点位置的负极片，失效点位置的负极片是不同电荷状态下的电池在拆解后获得的极片，且极片表面出现坏点的极片。

优选地，阶梯平台的顶面高度，高于方型凹槽内所注入的电解液的液面高度。

优选地，阶梯平台的顶面粘贴有绝缘胶带；

待测极片前端引出的极耳和参比电极前端引出的极耳，位于绝缘胶带上面，用于防止短路。

优选地，该测试装置位于干燥气氛或惰性气氛中。

优选地，参比电极，是被待测极片原先装配的电池中的正常区域正极片、被待测极片原先装配的电池中的正常区域负极片、新鲜电池中的正极片、新鲜电池中的负极片、锂片、锂带或者铜丝中的一种；

隔膜，采用新鲜隔膜；

电解液，采用新鲜电解液。

优选地，当待测极片为待测正极片时，为获得待测正极片电压，包括以下检测工作模式：

第一步，按照待测正极片、隔膜和参比电极依次叠加方式，放置在方型凹槽中；待测正极片的电位高于参比电极的电位；

第二步，将电解液注入方型凹槽，充分浸润待测正极片、参比电极和隔膜；

第三步，将方型上盖体和方型下槽体互相盖合并压平整，让待测正极片的极耳和参比电极的极耳相互间隔，并且平整地放置在阶梯平台的顶面；

第四步，将电压表的正极检测端和负极检测端分别接触待测正极片的极耳和参比电极极耳，即可获得待测正极片和参比电极之间的电位差，然后根据参比电极的已知电位，获得待测正极片的电位。

优选地，当待测极片为待测负极片时，为了获得待测负极片电压，包括以下检测工作模式：

第一步，按照待测负极片、隔膜和参比电极依次叠加方式，放置在方型凹槽中；

第二步，将电解液注入方型凹槽，充分浸润待测负极片、参比电极和隔膜；

第三步，将方型上盖体和方型下槽体互相盖合并压平整，让待测负极片的极耳和参比电极的极耳相互间隔，并且平整地放置在阶梯平台的顶面；

第四步，将电压表的正极检测端和负极检测端分别接触待测负极片的极耳和参比电极的极耳，即可获得待测负极片和参比电极之间的电位差，然后根据参比电极的已知电位，获得待测负极片的电位；

其中，正极检测端用于接触高电位的极耳，负极检测端用于接触低电位的极耳。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种锂离子电池极片电压的测试装置，其结构设计科学，能够快捷准确地检测出电池正极片或负极片的电位，操作安全可靠，不易发生意外风险，具有重大的实践意义。

通过应用本发明，可以根据参比电极和待测极片之间的电压数据的变化情况，进一步快速判断出待测极片可能出现的问题。

附图说明

图1为本发明提供的一种锂离子电池极片电压的测试装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种锂离子电池极片电压的测试装置，进行待测正极片与参比电极之间电压测试的原理图；

图中，1.方型上盖体；21.第一螺纹段；22.第二螺纹段；3.方型平板；4.方型凹槽；5.方型下槽体；6.阶梯平台；7.待测极片；70.待测极耳；8.参比电极；80.参比极耳；9.电压表。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1、图2，本发明提供了一种锂离子电池极片电压的测试装置，包括相互盖合的方型上盖体1和方型下槽体5；

方型下槽体5的顶部，设置有一个顶部开口的、下凹的方型凹槽4；

方型上盖体1的底部，设置有水平分布的方型平板3；

方型平板3的形状大小，与方型凹槽4的形状大小相对应匹配(相一致)；

方型下槽体5的正前方设置有一个阶梯平台6；

需要说明的是，方型凹槽4中，平整地放置有水平分布的待测极片(例如待测正极片或者待测负极片)、隔膜与参比电极；

其中，方型凹槽4内注入有电解液，水平分布的待测极片(例如待测正极片或者待测负极片)、隔膜与参比电极依次上下叠加(具体可以按照现有锂电池的叠片工艺)后浸泡在电解液中；隔膜位于待测极片和参比电极之间；

待测极片前端引出的极耳和参比电极前端引出的极耳，相互间隔(即错位放置，不能有所接触，避免短路)，并且平整地放置在阶梯平台6的顶面；

电压表，其检测端连接待测极片的极耳和参比电极的极耳，用于检测获得待测极片和参比电极之间的电位差；

参比电极，是预先已知电位的电极。

在本发明中，具体实现上，方型上盖体1的四角位置，分别设置有一个垂直贯通的第一螺纹段21，第一螺纹段21的四周内侧壁分布有内螺纹；

方型下槽体5的四角，在每个第一螺纹段21相对应的位置，分别对应设置有一个垂直贯通的第二螺纹段22，第二螺纹段22的四周内侧壁分布有内螺纹；

第一螺纹段21与对应的第二螺纹段22，通过螺栓螺母组件相连接。

需要说明的是，如果只是短期测试，工作人员手动平整按压方型上盖体1，使得压紧待测极片；如果是长期测试，方型上盖体1和方型下槽体5之间可以组装螺栓和螺母，起到良好的固定作用。

在本发明中，具体实现上，上方型上盖体1和方型下槽体5的体积大小，不应该被限制。

在本发明中，具体实现上，上方型上盖体1和方型下槽体5的材质，均为经过氟化处理的铝材，因此，可以提高装置的耐化学品侵蚀能力，可降低危险系数。

在本发明中，具体实现上，待测极片，可以是被拆解的锂离子电池的正极片或负极片。

在本发明中，具体实现上，待测极片，可以是为任意位置的极片，或者是存在失效点位置的负极片，或者可以是不同电荷状态下的极片(即不同电荷状态下的电池在拆解后获得的极片)。

待测极片，是存在失效点位置的负极片，失效点位置的负极片是不同电荷状态下的电池在拆解后获得的极片，且极片表面出现坏点的极片；

需要说明的是，存在失效点位置的负极片，是指当极片所在的电池不同SOC时，极片表面出现坏点的负极片。具体表现形式和判断方式，例如100％SOC：当负极片所装配的电池充满电时，负极片(采用铜箔)中正常区域的颜色是金黄色，而负极片(采用铜箔)中存在坏点区域的颜色不是正常的金黄色(例如银白色、紫色等其他颜色)。负极片中的失效点，会影响电芯性能，造成电芯衰减过快。极片中部分有问题的区域统称为失效点，且存在负极片中。其中，失效点位置，即出现坏点的位置。

需要说明的是，对于负极片所装配的电池，在不同的SOC(电荷状态)下，通过拆解获得的负极片中，如果存在与对应soc下的极片已知正常区域颜色不一致的区域时，则该颜色不一致的区域是坏点区域。例如，某个SOC的电池通过拆解获得的负极片，正常区域是已知的紫色，如果负极片基本为紫色区域，同时还存在不是紫色的区域(例如蓝色区域)，则蓝色的区域是坏点区域。

在本发明中，具体实现上，阶梯平台6的顶面高度，高于方型凹槽4内所注入的电解液的液面(即顶面)高度。目的在于：让方型凹槽4可以存储电解液，并且防止电解液外漏。

需要说明的是，当方型上盖体1和方型下槽体5相互盖合，且方型凹槽4中没有放置待测极片(例如待测正极片或者待测负极片)、隔膜与参比电极，以及没有注入电解液时，方型平板3完全嵌入、填满方型凹槽4。

在本发明中，具体实现上，参比电极，具体可以是被拆解电池(即待测极片原先装配的电池)中的正常区域正极片、被拆解电池(即待测极片原先装配的电池)中的正常区域负极片、新鲜电池中的正极片、新鲜电池中的负极片、锂片、锂带或者铜丝中的一种。

需要说明的是，新鲜极片，是指在经过匀浆、涂覆和碾压操作后，刚制作出的极片，并且该极片未放置很长时间(例如制作完成后放置时间不超过2周或者1个月)，或者装配、化成、分容等过程结束后为新鲜电池，而新鲜电池拆解后获得的极片即为新鲜极片。极片如果放置时间过久，极片会吸入水分而影响电芯性能。

其中，新鲜正极片，是指在经过例如铝箔匀浆、涂覆和碾压操作后，刚制作出的正极片，并且该正极片未放置很长时间(例如制作完成后放置时间不超过2周或者1个月)；

其中，新鲜负极片，是指在经过例如铜箔匀浆、涂覆和碾压操作后，经过制作出的负极片，并且该负极片未放置很长时间(例如制作完成后放置时间不超过2周或者1个月)；

此外，需要说明的是，在本发明中，新鲜正极片和新鲜负极片的获取方式还可以为：对于通过正常生产工艺刚制作出的成品电池且未放置很长时间(例如制作完成后放置时间不超过2周或者1个月)，即新鲜电池，此电池属于良品电池，在对新鲜电池进行解剖后获得的正极片和负极片分别叫做新鲜正极片和新鲜负极片。

在本发明中，之所以用新鲜正极片或新鲜负极片作为参比电极，原因就是新鲜极片没有失效点，所以检测准确性高。

在本发明中，正常区域负极片：是指当负极片所装配的电池在不同SOC下，极片表面不存在坏点位置的负极片。具体表现形式和判断方式，例如100％SOC：当负极片充满电时，负极片(采用铜箔)的正常区域的颜色是金黄色。此外，负极片(采用铜箔)中坏点区域的颜色不是正常的金黄色(例如银白色、紫色等其他颜色)。

具体实现上，正常区域负极片可以是对新鲜电池进行解剖后获得的负极片。

另外，对于不同电荷状态(SOC)下的极片，甚至是空电的极片，如果存在坏点就是有问题的区域，不存在坏点的其余区域即可作为正常区域的负极片。

在本发明中，正常区域正极片：是指对于正极片所装配的电池，在充满电、空电或者其他预设大小的SOC态下，极片表面颜色不存在变化的正极片，例如正极片的表面颜色与装配前的正极片基本上没变化，因此肉眼无法看出失效点。但是，负极不同，不同SOC态下负极片存在颜色差异，如负极片所装配的电池为满电时，负极片表面颜色是金黄色。

具体实现上，正常区域正极片可以是对新鲜电池进行解剖后获得的正极片。还可以是对待测极片所在的电池(即原先所装配的电池)进行拆解，所获得的正极片中的正常区域(在充满电、空电或者其他预设大小的SOC态下，表面颜色不存在变化的正极片区域)。

需要说明的是，之所以参比电极选择正常区域负极片和正常区域正极片，是因为：一是，如果在每次拆解时，都需准备新鲜电池，解剖出新鲜正负极片，会增加时间和精力成本；另外可能会忘记带新鲜电池。二是，如果不通过新鲜电池获取正常区域负极片和正常区域正极片，那么只能通过对待测极片所在的电池进行拆解，从拆解获取的电池的正负极片区域上取正常区域，方便直接选用参比极片，另外，也有新鲜极片的准确性。

在本发明中，在叠片过程中，待测极片和参比电极的放置，可根据实际情况叠放。

在本发明中，具体实现上，隔膜可取现有的任意一种隔膜，包括新鲜隔膜或者电池(即待测极片原先装配的电池)被拆解后位于正常区域的隔膜。

需要说明的是，在本发明中，新鲜隔膜：在出厂后未经过使用的隔膜，即可称为新鲜隔膜。通过采用新鲜隔膜，能够保证测试数据的准确性。尽可能使变量减少，仅单一变量。

在本发明中，关于电池(即待测极片原先装配的电池)被拆解后获得的位于正常区域的隔膜，具体说明如下：

如果当前极片中出现坏点或者失效点，这个区域需要测试电压，则称为待测极片；对于待测极片之前所装配的电池，可以通过解剖获得隔膜，其中位于正常区域的隔膜，指去除正极片或者负极片的失效点对应的隔膜位置后，所剩下区域的隔膜。通过采用正常区域的隔膜，能够保证测试数据的准确性。尽可能使变量减少，仅单一变量。

在本发明中，具体实现上，电解液可取现有的任意一种电解液，包括新鲜电解液，或者电池(即待测极片原先装配的电池)在拆解后的剩余电解液。

在本发明中，新鲜电解液：是指在电解液厂家出厂后，未使用的电解液。在本发明中，新鲜指的是未损耗的产品，初始状态。通过采用新鲜电解液，能够保证测试数据的准确性。尽可能使变量减少，仅单一变量，保证测试数值可靠。

需要说明的是，对于本发明，当电压表是通过其上的两个表笔(例如正极输出端表笔和负极输出端表笔)来进行检测时，阶梯平台6用于支撑待测极片(例如待测正极片或者待测负极片)的极耳和参比电极的极耳，并且两个表笔分别扎到待测极片的极耳和参比电极的极耳中；

当电压表是通过其上的两个检测夹(例如正极输出端检测夹和负极输出端检测夹)来进行检测时，阶梯平台6用于支撑待测极片(例如待测正极片或者待测负极片)的极耳和参比电极的极耳，并且两个检测夹分别将待测极片的极耳和参比电极的极耳夹持在阶梯平台上。

因此，对于本发明，用电压表的表笔或者检测夹等连接阶梯平台上待测极片的极耳，都可以得出待测极片的电压数据。

在本发明中，需要说明的是，对于待测极片(待测正极片或者待测负极片)以及参比电极，由正负光箔(即正极箔材和负极箔材)或者参比电极箔材引出的极耳的长度可能受限制，需要有个阶梯平台放置，电压表的2个表笔可以分别扎到待测极片引出的极耳和参比电极引出的极耳中，以阶梯平台为底座来支撑极耳，假如没有阶梯平台，由于极耳的长度不够，用电压表的表笔接触时极耳容易晃动，导致接触不良；当电压表连接的是测试夹而不是表笔时，通过测试夹将待测正极片或者待测负极片的极耳夹持在阶梯平台上，起到稳定的作用。

在本发明中，具体实现上，电压表上的两个表笔(例如正极输出端表笔和负极输出端表笔)，分为正极表笔和负极表笔，分别放置对应的两个极耳上(包括待测极片的极耳和参比电极的极耳)，或者正极表笔(即正极输出端表笔)放在电位高的极耳上，负极表笔(即负极输出端表笔)放置在电位低的极耳上，从而可以读取电位差数值。

同理，电压表上的两个检测夹(例如正极输出端检测夹和负极输出端检测夹)，分为正极检测夹和负极检测夹，分别放置对应的两个极耳(包括待测极片的极耳和参比电极的极耳)上，或者正极检测夹(即正极输出端检测夹)放在电位高的极耳上，负极检测夹(即负极输出端检测夹)放置在电位低的极耳上，从而可以读取待测极片与参比电极之间的电位差数值。

具体实现上，需要说明的是，对于本发明的装置，可以将待测极片(例如待测正极片或者待测负极片)压入方型凹槽4中，方型上盖体1覆盖在方型下槽体5顶部后，待测极片的极耳通过外露至阶梯平台6顶部，采用现有的电压测试方法，可以快捷简便检测出待测极片的电压，同时，可以根据参比电极和待测极片之间的电压数据的变化情况，进一步快速判断出待测极片可能出现的问题，不易发生意外风险，进一步可以验证结果的准确性。

需要说明的是，对于本发明，在具体对待测极片的电压进行检测时，采用简化的测试流程，参比电极和隔膜可在电池(即待测极片原先装配的电池)拆解后直接取用，待测极片可取任何型号的锂离子电池，软包、方型、圆柱电池，另外，包括叠片，卷绕工艺的锂电池。整个测试过程安全可靠，该方法可以快捷简便检测出待测极片的电压，根据待测极片的电压数据之间的变化情况快速判断出待测极片可能出现的问题，将待测极片的电压变化情况进行比较，可采用单一变量测试分析，进一步可以验证结果的准确性。

在本发明中，当待测极片为待测正极片时，为了获得待测正极片电压，具体包括以下检测工作模式：

第一步，按照待测正极片、隔膜和参比电极依次叠加方式，放置在方型凹槽4中；待测正极片的电位高于参比电极的电位(鉴于待测正极片通常为铝箔极片，参比电极的材质对应选择目前负极片常用的铜)；

第二步，将电解液注入方型凹槽，充分浸润待测正极片、参比电极和隔膜；

第三步，将方型上盖体和方型下槽体互相盖合并压平整，让待测正极片的极耳和参比电极的极耳相互间隔，并且平整地放置在阶梯平台6的顶面；

第四步，将电压表的正极检测端和负极检测端(例如正极表笔和负极表笔)分别接触待测正极片的极耳和参比电极极耳，即可获得待测正极片和参比电极之间的电位差，然后根据参比电极的已知电位，获得待测正极片的电位；

其中，正极检测端用于接触高电位的待测正极片的极耳，负极检测端用于接触低电位的参比电极的极耳；

需要说明的是，可以通过解剖电池获得的待测正极片。待测正极片的尺寸大小根据实际裁剪，留出正极耳，此时待测正极片为待测极片，参比电极可取新鲜负极片、解剖后正常区域的负极片、锂片、锂带、铜丝等并引出极耳，待测正极片比上述参比电极的电位要高，按照待测正极片、隔膜和参比电极依次叠加方式(也可参比电极，隔膜，待测正极片顺序叠加)，放置方型凹槽中，将一定量的电解液注入方型凹槽，浸润待测正极片、参比电极和隔膜，保证润湿性，然后将方型上盖体和方型下槽体互相盖合并压平整，如需长时间检测时，可以组装螺丝和螺母，保证待测正极片、隔膜和参比电极的贴合性。另外，待测正极耳与参比电极的极耳相互间隔，也就是待测正极片的极耳和参比电极的极耳需要错位放置，平整地放置在阶梯平台的顶面。最后，电压表的正极检测端和负极检测端(例如正极表笔和负极表笔)分别接触待测正极片的极耳和参比电极极耳(正极表笔接触高电位，负极表笔接触低电位，读数为正值；作为检测夹的鳄鱼夹是一样的道理)并得出稳定的电压数据，或者通过电压表的正极检测夹和负极检测夹(鳄鱼夹)分别夹住待测正极片的极耳和参比电极的极耳，并得出稳定的电压差数据。

参见图2所示，在具体当一个待测正极片进行电位检测时，电压表9的两个表笔，分别与待测极片7(具有问题点或坏点的极片)的待测极耳70以及参比电极8的参比极耳80相连接，图2中的待测极片7是待测正极片，待测正极片的电位高于参比电极80的电位。参比极耳80是表笔的接触位置，通常是参比电极8上的铜箔。参比电极80，是预先精确已知电极电势(电位)数值的电极。

图2中，电压表的两个表笔接线对象：电压表的正极表笔和负极表笔分别接触待测正极耳和参比电极极耳(正极表笔接触高电位，负极表笔接触低电位，读数为正值)并得出稳定的电压数据。

也就是说，对于电压表，正极表笔接高电位的极片，负极表笔接低电位的极片，得出数值为正值，否则接反为负值，只是为了方便读者读数。

同理，在本发明中，当待测极片为待测负极片时，为了获得待测负极片电压，具体包括以下检测工作模式：

第一步，按照待测负极片、隔膜和参比电极依次叠加方式，放置在方型凹槽4中；待测负极片的电位低于或高于参比电极的电位(鉴于待测负极片通常为铜箔极片，参比电极的材质对应选择目前正极片常用的铝)；

需要说明的是，有的参比电极的电位比待测负极片高，而也有的参比电极比待测负极片电位低。

第二步，将电解液注入方型凹槽，充分浸润待测负极片、参比电极和隔膜；

第三步，将方型上盖体和方型下槽体互相盖合并压平整，让待测负极片的极耳和参比电极的极耳相互间隔，并且平整地放置在阶梯平台6的顶面；

第四步，将电压表的正极检测端和负极检测端(例如正极表笔和负极表笔)分别接触待测负极片的极耳和参比电极的极耳，即可获得待测负极片和参比电极之间的电位差，然后根据参比电极的已知电位，获得待测负极片的电位；

其中，正极检测端用于接触其中高电位的极耳，负极检测端用于接触其中低电位的极耳；需要说明的是，负极与正极不同，负极本身就比正极电位低，但是有的参比电极的电位比待测负极片高，而也有的参比电极比待测负极片电位低。因此，正极检测端所接触的高电位极耳，根据情况，可能是参比电极的极耳，也可能是待测负极片的极耳。

需要说明的是，可以通过解剖电池获得的待测负极片。待测负极片的尺寸大小根据实际裁剪，留出负极耳，此时待测负极片为待测极片，参比电极可取新鲜负极片、解剖后正常区域的负极片、锂片、锂带、铜丝等并引出极耳，待测负极片比上述参比电极的电位要低，按照待测负极片、隔膜和参比电极依次叠加方式(也可参比电极、隔膜和待测正极片顺序叠加)，放置方型凹槽中，将一定量的电解液注入方型凹槽，浸润待测负极片、参比电极和隔膜，保证润湿性，然后将方型上盖体和方型下槽体互相盖合并压平整，如需长时间检测时，可以组装螺丝和螺母，保证待测负极片、隔膜和参比电极的贴合性。另外，待测负极耳与参比电极的极耳相互间隔，也就是待测负极片的极耳和参比电极的极耳需要错位放置，平整地放置在阶梯平台的顶面。最后，电压表的正极检测端和负极检测端(例如正极表笔和负极表笔)分别接触待测负极片的极耳和参比电极极耳(正极表笔接触高电位，负极表笔接触低电位，读数为正值；作为检测夹的鳄鱼夹是一样的道理)并得出稳定的电压数据，或者通过电压表的正极检测夹和负极检测夹(鳄鱼夹)分别夹住待测负极片的极耳和参比电极的极耳，并得出稳定的电压差数据。

在本发明中，参比电极的作用具体包括：一是，参比电极测量各种电极(即正极或负极)电势时，作为参照比较的电极。将需要测定的电极与预先精确已知电极电势(电位)数值的参比电极构成电池，测定电池电动势数值，就可计算出需要测定电极(即待测极片)的电极电势(即电位)，也就是说，参比电极的电位已预先检测获知。二是，参比电极在本发明中作为定量，而不是变量，精确性，稳定性，读取数值具备准确性。参比电极在具体待测极片中的作用：参比电极可做为精确已知的高电位或者低电位，计算出简单组装成电池的电极电势；参比电极作为定量，例如，作为参比电极的负极片电位为0V时，待测极片(具体为待测正极片)电位可能是3V、3.2V、4V等，电极电势的电压分别是3、3.2、4V，这时候，该参比电极的电位0V为已知定量不变，而待测极片的电位处于变量。

本发明中，基于本发明提供的测试装置，可以根据参比电极和待测极片之间的电压数据的变化情况，快速判断出待测极片可能出现的问题，例如，对于在电池满电状态100％SOC下的负极片(空电状态的负极表面颜色为黑色)，负极片表面颜色为金黄色的区域是当前的正常区域，负极片表面颜色为不是金黄色的区域(例如紫色区域)是问题点(即坏点)区域，坏点区域可作为待测负极片，负极片中的金黄色区域(即正常区域)与待测的紫色区域(作为坏点区域)的电压是不一样的，因此，通过测量正常区域和待测问题点区域的准确电压值，可以根据两个区域位置的电压相差值(即相差多少mV)，来判断待测位置出现的问题。

例如，在负极片所装配的电池是空电(0％SOC)时，解剖该电池获得的负极片表面颜色为黑色，则其中的黑色区域为正常区域，当黑色区域出现点、面区域的银色状态时，此时为析锂状态，可作为待测区域，因此对比正常区域和待测区域的电压数值，可进一步判断极片可能出现的问题(例如是否可能出现析锂状态)。

在本发明中，具体实现上，通过在方型凹槽4中注入任意电解液，包括新鲜电解液或者电池拆解后剩余电解液，根据当前实验特定情况，以单一变量进行实验检测，可固定采用同种正极和隔膜，对比不同负极片电位，以此类推，也可检测出不同待测正极片的电位(电压)。另外，可将参比极片替换成拆解电池中的正常区域正极片，正常区域负极片，新鲜正极片，新鲜负极片，锂片，锂带，铜丝，再用电压测试装置检测。

在本发明中，具体实现上，为了进一步提高检测的数据稳定性和可靠性，可将待测极片极耳放置处表面(即阶梯平台6的顶面)粘贴有绝缘胶带；

待测极片前端引出的极耳和参比电极前端引出的极耳，位于绝缘胶带上面，用于防止短路。

在本发明中，具体实现上，所述锂离子电池极片电压的测试装置，位于干燥气氛或惰性气氛中。

需要说明的是，对于本发明，整个对极片电压的测试过程，可在干燥气氛或惰性气氛下进行。因此，本发明整个过程安全可靠，可快捷简便检测出可靠的电压数值，根据参比电极和待测极片之间电压数据的变化情况，可以快速判断出待测极片可能出现的问题，将待测极片的电压变化情况进行比较，可采用单一变量测试分析，进一步可以验证分析结果的准确性。

在本发明中，具体实现上，本发明提供的一种锂离子电池极片电压的测试装置，适用于锂离子电池行业所有电池种类，包括软包、方型、圆柱等电池。同时，适用于任何型号的锂离子电池，包括叠片，卷绕工艺制备的锂离子电池。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种锂离子电池极片电压的测试装置，其结构设计科学，能够快捷准确地检测出电池正极片或负极片的电位，操作安全可靠，不易发生意外风险，具有重大的实践意义。

通过应用本发明，可以根据参比电极和待测极片之间电压数据的变化情况，进一步快速判断出待测极片可能出现的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂离子电池极片电压的测试装置，其特征在于，包括相互盖合的方型上盖体(1)和方型下槽体(5)以及电压表；

方型下槽体(5)的顶部，设置有一个顶部开口的、下凹的方型凹槽(4)；

方型上盖体(1)的底部，设置有水平分布的方型平板(3)；

方型平板(3)的形状大小，与方型凹槽(4)的形状大小相对应匹配；

方型下槽体(5)的正前方设置有一个阶梯平台(6)；

其中，方型凹槽(4)内注入有电解液，水平分布的待测极片、隔膜与参比电极依次上下叠加后浸泡在电解液中；

待测极片前端引出的极耳和参比电极前端引出的极耳，相互间隔，并且平整地放置在阶梯平台(6)的顶面；

电压表，其检测端连接待测极片的极耳和参比电极的极耳，用于检测获得待测极片和参比电极之间的电位差；

参比电极，是预先已知电位的电极。

2.如权利要求1所述的锂离子电池极片电压的测试装置，其特征在于，方型上盖体(1)的四角位置，分别设置有一个垂直贯通的第一螺纹段(21)，第一螺纹段(21)的四周内侧壁分布有内螺纹；

方型下槽体(5)的四角，在每个第一螺纹段(21)相对应的位置，分别对应设置有一个垂直贯通的第二螺纹段(22)，第二螺纹段(22)的四周内侧壁分布有内螺纹；

第一螺纹段(21)与对应的第二螺纹段(22)，通过螺栓螺母组件相连接。

3.如权利要求1所述的锂离子电池极片电压的测试装置，其特征在于，上方型上盖体(1)和方型下槽体(5)的材质，均为经过氟化处理的铝材。

4.如权利要求1所述的锂离子电池极片电压的测试装置，其特征在于，待测极片，是被拆解的锂离子电池的正极片或负极片；

或者，待测极片，是存在失效点位置的负极片，失效点位置的负极片是不同电荷状态下的电池在拆解后获得的极片，且极片表面出现坏点的极片。

5.如权利要求1所述的锂离子电池极片电压的测试装置，其特征在于，阶梯平台(6)的顶面高度，高于方型凹槽(4)内所注入的电解液的液面高度。

6.如权利要求1所述的锂离子电池极片电压的测试装置，其特征在于，阶梯平台(6)的顶面粘贴有绝缘胶带；

待测极片前端引出的极耳和参比电极前端引出的极耳，位于绝缘胶带上面，用于防止短路。

7.如权利要求1所述的锂离子电池极片电压的测试装置，其特征在于，该测试装置位于干燥气氛或惰性气氛中。

8.如权利要求1所述的锂离子电池极片电压的测试装置，其特征在于，参比电极，是被待测极片原先装配的电池中的正常区域正极片、被待测极片原先装配的电池中的正常区域负极片、新鲜电池中的正极片、新鲜电池中的负极片、锂片、锂带或者铜丝中的一种；

隔膜，采用新鲜隔膜；

电解液，采用新鲜电解液。

9.如权利要求1至8中任一项所述的锂离子电池极片电压的测试装置，其特征在于，当待测极片为待测正极片时，为获得待测正极片电压，包括以下检测工作模式：

第一步，按照待测正极片、隔膜和参比电极依次叠加方式，放置在方型凹槽(4)中；待测正极片的电位高于参比电极的电位；

第二步，将电解液注入方型凹槽，充分浸润待测正极片、参比电极和隔膜；

第三步，将方型上盖体和方型下槽体互相盖合并压平整，让待测正极片的极耳和参比电极的极耳相互间隔，并且平整地放置在阶梯平台(6)的顶面；

第四步，将电压表的正极检测端和负极检测端分别接触待测正极片的极耳和参比电极极耳，即可获得待测正极片和参比电极之间的电位差，然后根据参比电极的已知电位，获得待测正极片的电位。

10.如权利要求1至8中任一项所述的锂离子电池极片电压的测试装置，其特征在于，当待测极片为待测负极片时，为了获得待测负极片电压，包括以下检测工作模式：

第一步，按照待测负极片、隔膜和参比电极依次叠加方式，放置在方型凹槽(4)中；

第二步，将电解液注入方型凹槽，充分浸润待测负极片、参比电极和隔膜；

第三步，将方型上盖体和方型下槽体互相盖合并压平整，让待测负极片的极耳和参比电极的极耳相互间隔，并且平整地放置在阶梯平台(6)的顶面；

第四步，将电压表的正极检测端和负极检测端分别接触待测负极片的极耳和参比电极的极耳，即可获得待测负极片和参比电极之间的电位差，然后根据参比电极的已知电位，获得待测负极片的电位；

其中，正极检测端用于接触高电位的极耳，负极检测端用于接触低电位的极耳。

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