CN115207482B - 电池、电池装置及电池的质检方法 - Google Patents

电池、电池装置及电池的质检方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电池、电池装置及电池的质检方法。上述电池包括电池本体，电池本体包括本体顶面、本体底面以及本体侧壁，本体侧壁包括两个相对设置的第一侧壁，两个第一侧壁的外表面之间的距离为L；在任一第一侧壁的中线上取互不重合的第一位置和第二位置，第一位置位于距离本体顶面0～10 mm的范围，第二位置位于距离本体底面0～10 mm的范围，第一位置和第二位置之间的距离为H；在环境温度为25℃、2C电流倍率的条件下，第一位置的温度为T1，第二位置的温度为T2，电池满足，(T1‑T2)×3L/H≤20℃。本发明提供的电池具有良好的温度一致性，在低温条件下，上述电池的老化速度缓慢，极化小，具有良好的低温倍率性能。

Description

电池、电池装置及电池的质检方法
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体地，涉及电池、电池装置及电池的质检方法。
背景技术
锂离子二次电池由于具备高电压平台、能量密度大、输出功率高、无记忆效应、循环寿命长和环境污染小等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费类产品中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池、电池装置及电池的质检方法，以使电池具备良好的倍率性能，提高电池以及含有该电池的电池装置的使用寿命。
根据本发明的一个方面，提供一种电池，包括电池本体，电池本体包括本体顶面、本体底面以及本体侧壁，本体侧壁包括两个相对设置的第一侧壁，两个第一侧壁的外表面之间的距离为L；在任一第一侧壁的中线上取互不重合的第一位置和第二位置，第一位置位于距离本体顶面0～10 mm的范围，第二位置位于距离本体底面0～10 mm的范围，第一位置和第二位置之间的距离为H；在环境温度为25℃、2C电流倍率的条件下，第一位置的温度为T1，第二位置的温度为T2，电池满足，(T1-T2)×3L/H≤20℃；其中，第一侧壁的中线为穿过该第一侧壁的外表面几何中心且垂直于本体底面的直线。在上述所涉及的“在环境温度为25℃、2C电流倍率的条件下”对电池进行温度测试的操作具体指的是：在25℃的温度下，使电池按以下程序进行循环测试：1）以2C倍率恒流充电至4.3V恒压充电至电流小于0.05C；2）静置5分钟；3）以1C倍率放电至2.8C；4）静置5分钟；按照1）-4）步骤进行3周循环测试，记录电池最高温度。
电解液在电池内部的分布不均导致电池在使用的过程中内部产生温差，在本发明提供的电池中，内部温差与电池本体的尺寸构成特定的关联关系，由此，上述电池在实际应用的过程中，其内部的热量能够有效地向外部传输，以使电池内部的温差能够得到及时的缓解，从而保证了电池产品具有良好的温度一致性，由此，即使在低温条件下，上述电池也不会出现迅速老化的情况，电池极化小，具有良好的低温倍率性能。
根据本发明的另一个方面，一种电池装置，该电池装置包括如上所述电池。
根据本发明的另一个方面，提供一种适用于电池的质检方法，上述电池包括电池本体，电池本体包括本体顶面、本体底面以及本体侧壁，本体侧壁包括两个相对设置的第一侧壁，质检方法包括以下步骤：测温步骤：在环境温度为25℃、2C电流倍率的条件下，在电池的第一侧壁的中线上，取互不重合的第一位置和第二位置，第一位置位于距离本体顶面0～10 mm的范围，第二位置位于距离本体底面0～10 mm的范围，检测第一位置的温度并将该温度标记为T1，检测第二位置的温度并将该温度标记为T2，其中，第一侧壁的中线为穿过该第一侧壁的外表面几何中心且垂直于本体底面的直线；运算步骤：将T1和T2代入(T1-T2)×3L/H，其中，H为第一位置和第二位置之间的距离，L为两个第一侧壁的外表面之间的距离；判断步骤：若(T1-T2)×3L/H≤20℃，判断参试的电池为合格产品，否则，判断参试的电池不合格。
附图说明
图1为实施例1~11以及对比例1、对比例2所制得的电池的立体图；
图2为实施例1~11以及对比例1、对比例2所制得的电池本体的结构关系示意图。
具体实施方式
根据本发明的第一个方面，提供一种电池，电池包括电池本体，电池本体包括本体顶面、本体底面以及本体侧壁，本体侧壁包括两个相对设置的第一侧壁，两个第一侧壁的外表面之间的距离为L；在任一第一侧壁的中线上取互不重合的第一位置和第二位置，第一位置位于距离本体顶面0～10 mm的范围，第二位置位于距离本体底面0～10 mm的范围，第一位置和第二位置之间的距离为H；在环境温度为25℃、2C电流倍率的条件下，第一位置的温度为T1，第二位置的温度为T2，电池满足，(T1-T2)×3L/H≤20℃；其中，第一侧壁的中线为穿过该第一侧壁的外表面几何中心且垂直于本体底面的直线。在本发明提供的电池中，内部温差与电池本体的尺寸构成特定的关联关系，由此，上述电池在实际应用的过程中，其内部的热量能够有效地向外部传输，以使电池内部的温差能够得到及时的缓解，从而保证了电池产品具有良好的温度一致性，由此，即使在低温条件下，上述电池也不会出现迅速老化的情况，电池极化小，具有良好的低温倍率性能。
优选地，在环境温度为25℃、2C电流倍率的条件下，电池满足，T1-T2≤15℃。当电池的内部温差满足上述条件，电池本体内部的温度梯度小，从而能够使得电池具有良好的温度一致性，由此，有利于延长电池的使用寿命。
优选地，第一位置和第二位置之间的距离为40mm≤H≤200mm。
优选地，在环境温度为25℃、2C电流倍率的条件下，以第一位置的温度为T1，T1为40～60℃。
优选地，在环境温度为25℃、2C电流倍率的条件下，以所述第二位置的温度为T2，T2为30～58℃。
在环境温度为25℃、2C电流倍率的条件下，若T1为40～60℃，或者，若T2为30～58℃，可以保证电池的工作温度始终处于合适的范围内，一方面可以避免由于电池工作温度过低而影响电池的正常使用，另一方面可以避免由于电池工作温度过高而发生的热失控的情况。
优选地，本体侧壁还包括两个相对设置的第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁相连接，并且，相连接的第一侧壁和第二侧壁之间所形成的夹角大于0°且小于180°，第一侧壁的面积大于或等于第二侧壁的面积。
优选地，相连接的第一侧壁和第二侧壁所形成的夹角为90°。
优选地，电极片表面的活性涂层的面密度为60～220 g/m2。
优选地，正极片的表面正极活性涂层的面密度为140～220 g/m2，负极片的表面的负极活性涂层的面密度为60～220 g/m2。
在本发明提供的电池中，当正极活性涂层的面密度和负极活性涂层的面密度满足上述条件，电池中的电解液能够充分地浸润正极片和负极片，从而提高了极片的浸润一致性。
优选地，正极片的表面的正极活性涂层的面密度为150～180 g/m2，负极片的表面的负极活性涂层的面密度为80～180 g/m2。正极活性涂层的面密度和负极活性涂层的面密度满足上述条件，能够进一步优化电解液对正极片和负极片的浸润效果，并且使电极片保持足够的能量密度，另一方面，站在极片加工的角度而言，使极片的面密度达到上述范围，无需复杂的加工工艺，从而有利于节省极片加工的工艺成本。
优选地，在正极片的表面的正极活性涂层中，正极活性主材的粒径满足D50=2~14 μm；在负极片的表面的负极活性涂层中，负极活性主材的粒径满足D50=4~20 μm。使正极活性主材和负极活性主材的粒径满足上述范围，既可以降低锂离子的迁移距离，从而降低阻抗、提高电池倍率性能，另一方面，制备粒径在此范围的活性主材无需复杂的加工工艺，从而有利于节省极片加工的工艺成本。
优选地，电池还包括极柱，极柱设置在所述本体顶面。
根据本发明的第二个发明，提供一种电池装置，电池装置包括如上所述电池。
优选地，该电池装置包括上述电池以及液冷板，电池设置在液冷板上方。本发明提供的电池装置采用液冷板与电池搭配使用，在电池的局部温度过高时，可以通过开启液冷装置，以使加快电池与环境的热交换效率，从而使电池保持良好的温度一致性。
根据本发明的第三个方面，听一种适用于电池的质检方法，所述电池包括电池本体，所述电池本体包括本体顶面、本体底面以及本体侧壁，所述本体侧壁包括两个相对设置的第一侧壁，其特征在于，所述质检方法包括以下步骤：上述电池包括电池本体，电池本体包括本体顶面、本体底面以及本体侧壁，本体侧壁包括两个相对设置的第一侧壁，质检方法包括以下步骤：测温步骤：在环境温度为25℃、2C电流倍率的条件下，在电池的第一侧壁的中线上，取互不重合的第一位置和第二位置，第一位置位于距离本体顶面0～10 mm的范围，第二位置位于距离本体底面0～10 mm的范围，检测第一位置的温度并将该温度标记为T1，检测第二位置的温度并将该温度标记为T2，其中，第一侧壁的中线为穿过该第一侧壁的外表面几何中心且垂直于本体底面的直线；运算步骤：将T1和T2代入(T1-T2)×3L/H，其中，H为第一位置和第二位置之间的距离，L为两个第一侧壁的外表面之间的距离；判断步骤：若(T1-T2)×3L/H≤20℃，判断参试的电池为合格产品，否则，判断参试的电池不合格。依据本发明所提供的质检方法进行电池质量把控，能够准确地反映电池在低温状态下的工作状况，由此使得简化电池低温性能的质检难度、降低质检成本，由此，有利于对电池产品的质量进行准确、全面的把控，提高电池良品率。
优选地，第一位置和第二位置之间的距离为40mm≤H≤200mm。
优选地，本体侧壁还包括两个相对设置的第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁相连接，并且，相连接的第一侧壁和第二侧壁之间所形成的夹角大于0°且小于180°，所述第一侧壁的面积大于或等于所述第二侧壁的面积。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中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的实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、聚苯胺、石墨烯按质量比石墨：聚苯胺：石墨烯=96.4:1.6:2进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=15 μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为80 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂PVDF、导电剂SP按质量比将正极活性材料NCM523：粘结剂PVDF：导电剂SP=96:2:2进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=10 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为150 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
3.电解液的制备
将碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)、丙烯酸丁酯(BA)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)按照按体积比DMC:EMC:PC:BA:FEC=3:5:0.35:0.4:16进行混合得到有机溶剂，接着将充分干燥的锂盐LiPF6溶解于上述有机溶剂中，配制成浓度为1mol/L的电解液。
4.隔离膜的选择
本实施例选择聚乙烯膜作为电池的隔离膜。
5.电池的装配
将上述正极片、隔离膜、负极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将裸电芯置于外包装壳中，干燥后注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，获得电池。参照图1，由此制得的电池,包括电池本体1和电池盖板2，电池本体1为长方体，电池盖板2盖设在电池本体1的顶部。
实施例2
本实施例参照实施例1提供的方法制备电池。其中，本实施例与实施例1的区别在于正极片和负极片的制备。
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、聚苯胺、导电SP按质量比石墨：聚苯胺：导电SP=96:3:1进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=9μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为130 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂聚酰亚胺 (PI)，乙炔黑按质量比将正极活性材料NCM523：粘接剂PI：乙炔黑=96:2:2进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=5 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为170 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
本实施例涉及的电解液的制备、隔离膜的选择以及电池的装配均与实施例1保持一致，获得本实施例的电池。参照图1，由此制得的电池,包括电池本体1和电池盖板2，电池本体1为长方体，电池盖板2盖设在电池本体1的顶部。
实施例3
本实施例参照实施例1提供的方法制备电池。其中，本实施例与实施例1的区别在于正极片和负极片的制备。
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、聚苯胺、石墨烯按质量比石墨：聚苯胺：石墨烯=96:2:2进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=9μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为90 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂聚酰亚胺 (PI)，乙炔黑按质量比将正极活性材料NCM523：粘接剂PI：乙炔黑=95.5:2:1.5进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=7 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为160 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
本实施例涉及的电解液的制备、隔离膜的选择以及电池的装配均与实施例1保持一致，获得本实施例的电池。参照图1，由此制得的电池,包括电池本体1和电池盖板2，电池本体1为长方体，电池盖板2盖设在电池本体1的顶部。
实施例4
本实施例参照实施例1提供的方法制备电池。其中，本实施例与实施例1的区别在于正极片和负极片的制备。
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、乙炔黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR按质量比石墨：乙炔黑：增稠剂CMC：粘结剂SBR=96.4:1:1.2:1.4进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=14 μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为220 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂PVDF、乙炔黑按质量比将正极活性材料NCM523：粘结剂PVDF：乙炔黑=95:2.5:2.5进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=12 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为220 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
本实施例涉及的电解液的制备、隔离膜的选择以及电池的装配均与实施例1保持一致，获得本实施例的电池。参照图1，由此制得的电池,包括电池本体1和电池盖板2，电池本体1为长方体，电池盖板2盖设在电池本体1的顶部。
实施例5
本实施例参照实施例1提供的方法制备电池。其中，本实施例与实施例1的区别在于正极片和负极片的制备。
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、聚苯胺、石墨烯按质量比石墨：聚苯胺：石墨烯=95:2.5:2.5进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=15 μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为130 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂PVDF、导电SP按质量比将正极活性材料NCM523：粘结剂PVDF：导电SP=95.5:2:1.5进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=10 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为180 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
本实施例涉及的电解液的制备、隔离膜的选择以及电池的装配均与实施例1保持一致，获得本实施例的电池。参照图1，由此制得的电池,包括电池本体1和电池盖板2，电池本体1为长方体，电池盖板2盖设在电池本体1的顶部。
实施例6
本实施例参照实施例1提供的方法制备电池。其中，本实施例与实施例1的区别在于正极片和负极片的制备。
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、聚苯胺、石墨烯按质量比石墨：聚苯胺：石墨烯=95:2.5:2.5进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=15 μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为130 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂PVDF、导电SP按质量比将正极活性材料NCM523：粘结剂PVDF：导电SP=95.5:2:1.5进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=10 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为180 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
实施例7
本实施例参照实施例1提供的方法制备电池。其中，本实施例与实施例1的区别在于正极片和负极片的制备。
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、聚苯胺、石墨烯按质量比石墨：聚苯胺：石墨烯=95:2.5:2.5进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=15 μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为130 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂PVDF、导电SP按质量比将正极活性材料NCM523：粘结剂PVDF：导电SP=95.5:2:1.5进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=10 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为180 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
本实施例涉及的电解液的制备、隔离膜的选择以及电池的装配均与实施例1保持一致，获得本实施例的电池。参照图1，由此制得的电池,包括电池本体1和电池盖板2，电池本体1为长方体，电池盖板2盖设在电池本体1的顶部。
实施例8
本实施例参照实施例1提供的方法制备电池。其中，本实施例与实施例1的区别在于正极片和负极片的制备。
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、聚苯胺、石墨烯按质量比石墨：聚苯胺：石墨烯=95:2.5:2.5进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=15 μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为130 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂PVDF、导电SP按质量比将正极活性材料NCM523：粘结剂PVDF：导电SP=95.5:2:1.5进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=10 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为180 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
本实施例涉及的电解液的制备、隔离膜的选择以及电池的装配均与实施例1保持一致，获得本实施例的电池。参照图1，由此制得的电池,包括电池本体1和电池盖板2，电池本体1为长方体，电池盖板2盖设在电池本体1的顶部。
实施例9
本实施例参照实施例1提供的方法制备电池。其中，本实施例与实施例1的区别在于正极片和负极片的制备。
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、聚苯胺、乙炔黑按质量比石墨：聚苯胺：乙炔黑=96: 2:2进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=20 μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为130 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂聚酰亚胺(PI)、乙炔黑按质量比将正极活性材料NCM523：粘结剂PI：乙炔黑=96:2:2进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=14 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为190 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
本实施例涉及的电解液的制备、隔离膜的选择以及电池的装配均与实施例1保持一致，获得本实施例的电池。参照图1，由此制得的电池,包括电池本体1和电池盖板2，电池本体1为长方体，电池盖板2盖设在电池本体1的顶部。
实施例10
本实施例参照实施例1提供的方法制备电池。其中，本实施例与实施例1的区别在于正极片和负极片的制备。
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、聚苯胺、石墨烯按质量比石墨：聚苯胺：石墨烯=95:2:3进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=9μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为60 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂聚酰亚胺(PI)乙炔黑按质量比将正极活性材料NCM523：粘结剂PI：乙炔黑=95.5:2:1.5进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=7 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为140 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
本实施例涉及的电解液的制备、隔离膜的选择以及电池的装配均与实施例1保持一致，获得本实施例的电池。参照图1，由此制得的电池,包括电池本体1和电池盖板2，电池本体1为长方体，电池盖板2盖设在电池本体1的顶部。
实施例11
本实施例参照实施例1提供的方法制备电池。其中，本实施例与实施例1的区别在于正极片和负极片的制备。
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、粘结剂聚酰亚胺(PI)、碳纳米管按质量比石墨：粘结剂PI：碳纳米管=96:3:1进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=4 μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为60 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂PVDF、石墨烯按质量比将正极活性材料NCM523：粘结剂PVDF：石墨烯=96:2:2进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=2 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为150 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
本实施例涉及的电解液的制备、隔离膜的选择以及电池的装配均与实施例1保持一致，获得本实施例的电池。参照图1，由此制得的电池,包括电池本体1和电池盖板2，电池本体1为长方体，电池盖板2盖设在电池本体1的顶部。
对比例1
本实施例参照实施例1提供的方法制备电池。其中，本实施例与实施例1的区别在于正极片和负极片的制备。
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、乙炔黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR按质量比石墨：乙炔黑：增稠剂CMC：粘结剂SBR=96:1:2:1进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=3 μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为50 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂PVDF、乙炔黑按质量比将正极活性材料NCM523：粘结剂PVDF：乙炔黑=96:2:2进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=1 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为120 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
本实施例涉及的电解液的制备、隔离膜的选择以及电池的装配均与实施例1保持一致，获得本实施例的电池。参照图1，由此制得的电池,包括电池本体1和电池盖板2，电池本体1为长方体，电池盖板2盖设在电池本体1的顶部。
对比例2
本实施例参照实施例1提供的方法制备电池。其中，本实施例与实施例1的区别在于正极片和负极片的制备。
1.负极片的制备：
按照如下方法制备负极浆料：采用石墨、乙炔黑、增稠剂CMC、粘接剂聚酰亚胺(PI)按质量比石墨：乙炔黑：增稠剂CMC：粘接剂PI=96.4:1:1.2:1.4进行混合，得到负极活性物质，其中所采用的石墨的表面粗糙度Ra为3.1、D50=22 μm，然后向由此获得的混合物中加入磷酸酯，磷酸酯的加入量为负极活性物质总质量的0.5%，接着向混合浆料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的负极浆料。
将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，从而在负极集流体的表面形成活性涂层，控制活性涂层面密度为230 g/m2，收卷后得到干燥的负极片半成品，然后对负极片半成品进行冷压、分切，制得待装配的负极片。
2.正极片的制备：
按照如下方法制备正极浆料：将正极活性材料NCM523、粘结剂PVDF、乙炔黑按质量比将正极活性材料NCM523：粘结剂PVDF：乙炔黑=96:2:2进行混合，其中正极活性材料NCM523的粒径满足D50=18 μm，然后向混合浆料中加入作为溶剂的NMP，在真空搅拌机作用下将混合浆料搅拌至呈均一状，由此获得本实施例的正极浆料。
将上述正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，从而在正极集流体的表面形成活性涂层，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，至正极浆料被烘干，由此在正极集流体的表面形成面密度为230 g/m2的活性涂层，得到正极片半成品，然后对正极片半成品进行冷压、分切，制得待装配正极片。
本实施例涉及的电解液的制备、隔离膜的选择以及电池的装配均与实施例1保持一致，获得本实施例的电池。参照图1，由此制得的电池,包括电池本体1和电池盖板2，电池本体1为长方体，电池盖板2盖设在电池本体1的顶部。
测试例
1.参试对象：以实施例1～11和对比例1～2所制得的电池作为本测试例的参试对象，进行相关参数及性能测试。如图2所示，参试电池的电池本体1包括本体顶面13、本体底面14以及本体侧壁，本体顶面13与本体底面14平行对置并形状、大小相等，本体侧壁垂直于本体顶面13以及本体底面14，其中，本体侧壁包括两个相对设置的第一侧壁11和两个相对设置的第二侧壁12，第一侧壁11的面积大于第二侧壁12的面积，以两个第一侧壁11的外表面之间的距离为电池的厚度L，在第一侧壁11的外表面上，以为穿过该第一侧壁11的外表面几何中心且垂直于本体底面14的直线作为第一侧壁11的中线d。
2.测试内容：
（1）电池温度测试
在参试电池的第一侧壁11的中线d上，在距离本体顶面X的范围内选取第一位置，X=0～10 mm，在距离本体底面Y的范围内选取第二位置，Y=0～10 mm，在上述范围内，所选取的第一位置、第二位置能够可靠地分别反映电池顶部、底部的真实温度。分别在所选取的第一位置和第二位置设置温度传感器，然后将参试的电池放置在25℃恒温箱中，按以下程序进行循环测试：
1）以2C倍率恒流充电至4.3V恒压充电至电流小于0.05C；
2）静置5分钟；
3）以1C倍率放电至2.8C；
4）静置5分钟；
按照1）-4）步骤进行3周循环测试，记录分别设置在第一侧壁11的温度传感器所测得的第一位置和第二位置的最高温度，其中，在本测试例中，所使用的温度传感器的测温探头与参试电池的接触区域的面积小于1 mm²，本领域技术人员也可以依据实际的测试条件选择其他规格的测温探头，可选的测温探头规格包括但不限于测温探头与待测产品的接触区域为约4 mm²、约9 mm²。
（2）循环性能测试
在-30℃恒温箱中，使参试的电池按以下程序进行循环测试：
1）以2C 倍率恒流充电至4.3V恒压充电至电流小于0.05C；
2）静置5分钟；
3）以1C倍率放电至2.8C,
4）静置5分钟，
按照1）-4）步骤进行循环测试,直至电池的容量小于初始容量的80%,记录循环圈数。
（3）正极活性涂层的面密度测试
（4）负极活性涂层的面密度测试
3.测试结果
Figure 549034DEST_PATH_IMAGE001
表1.本测试例的参试对象的产品结构情况
Figure 407399DEST_PATH_IMAGE002
表2.本测试例的参试对象的性能测试结果
参试对象的产品结构情况以及相应的性能测试结果的数据如表1、表2所示，在表2中，所涉及的参数含义如下：以参试电池的两个第一侧壁11的外表面之间的距离为电池的厚度L，以在参试电池的表面所选取的第一位置和第二位置之间的距离为H。
在参试的电池中，实施例1~11所提供的电池都符合(T1-T2)×3L/H≤20℃的数量关系，而对比例1和对比例2所提供的电池则不符合上述数量关系，测试结果显示，实施例1~11的电池的-30℃循环圈数明显更多，由此说明这些电池的低温循环性能更优。
在电池中，电解液一般没有充满电池本体1，电池本体1的上部分电解液含量较少，由此会在电池本体1的上部分产生较大的内阻，从而导致电池本体1上部分的发热量较高，而电池本体1的下部分一般充满电解液，由此，相对于电池本体1的上部分而言，电池本体1的下部分内阻较小，发热量较少，基于上述原因会在电池本体1的内部形成上部分温度较高、下部分温度较低的温差。而由于热交换原理，电池内部的热量能够通过与外部环境发生热交换从而使电池本体1上部分多余的热量向电池的外部传输，以减少电池本体1内部的温差。然而，如果电池的厚度较大，则电池本体1内部的热量集中，这些热量难以向外部环境扩散，从而难以通过向外部环境散热的形式及时地缓解电池本体1内部所产生的温差。若电池本体1内部的温差过大，即电池的温度一致性较差，这样的电池在低温条件下，电性能会发生迅速的衰减。
如上所述，实施例1~11所提供的电池均满足(T1-T2)×3L/H≤20℃的数量关系，由此，由于电解液分布不均而在电池本体1的内部所形成的温差能够通过与外界环境通过热交换而有效地缓解，由此，使得电池具有良好的温度一致性，在低温条件下，这样的电池的老化速度缓慢，极化小，从而使电池具有良好的低温倍率性能。然而，与上述实施例所提供的电池相比，在低温条件下，对比例1和对比例2所提供的电池对应的循环圈数明显偏低，充放电能力也明显较差，而参见表1、表2所展示的数据，可以看到对比例1和对比例2所提供的电池结构均不满足(T1-T2)×3L/H≤20℃的数量关系。由此说明，在作为参试对象的电池产品中，产品结构满足(T1-T2)×3L/H≤20℃的电池，具备良好的低温倍率性能。在实施例1~11中，实施例1和实施例2所提供的电池产品中，T1－T2＞15℃，与其他实施例相比，实施例1和实施例2的电池产品在低温条件下的循环圈数较少，且充放电能力也较弱，由此说明，在产品结构符合(T1-T2)×3L/H≤20℃的前提下，若电池产品更进一步满足T1－T2≤15℃，其所具备的低温倍率性能更佳。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但这些修改或替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种适用于电池的质检方法，所述电池包括电池本体，所述电池本体包括本体顶面、本体底面以及本体侧壁，所述本体侧壁包括两个相对设置的第一侧壁，其特征在于，所述质检方法包括以下步骤：
测温步骤：在环境温度为25℃、2C电流倍率的条件下，在所述电池的第一侧壁的中线上，取互不重合的第一位置和第二位置，所述第一位置位于距离所述本体顶面0～10 mm的范围，所述第二位置位于距离所述本体底面0～10 mm的范围，检测所述第一位置的温度并将该温度标记为T1，检测所述第二位置的温度并将该温度标记为T2，其中，所述第一侧壁的中线为穿过该所述第一侧壁的外表面几何中心且垂直于所述本体底面的直线；运算步骤：将所述T1和所述T2代入(T1-T2)×3L/H，其中，H为所述第一位置和所述第二位置之间的距离，L为两个所述第一侧壁的外表面之间的距离；
判断步骤：若(T1-T2)×3L/H≤20℃，判断参试的所述电池为合格产品，否则，判断参试的所述电池不合格。
2.如权利要求1所述适用于电池的质检方法，其特征在于：
所述第一位置和所述第二位置之间的距离为40mm≤H≤200mm。
3.如权利要求1所述适用于电池的质检方法，其特征在于：所述本体侧壁还包括两个相对设置的第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁相连接，并且，相连接的所述第一侧壁和所述第二侧壁之间所形成的夹角大于0°且小于180°，所述第一侧壁的面积大于或等于所述第二侧壁的面积。
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