CN115656633A - 锂电池非敷料部件的阻抗测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种锂电池非敷料部件的阻抗测试方法。该方法包括：获取集流体样品和锂电池样品；集流体样品为正极极片和负极极片替换为集流体片、电芯未注入电解液的锂电池；锂电池样品为电解液的用量为预设用量的锂电池；将化成处理后的锂电池样品和集流体样品置于预设露点温度下，并将化成处理后的锂电池样品中的剩余电解液注入集流体样品的电芯中，形成待测样品；将预设数量的待测样品与正常锂电池并联，在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗，根据初始阻抗得到阻抗图谱；对阻抗图谱进行拟合，得到待测样品的阻抗，作为正常锂电池非敷料部件的阻抗。本申请能够准确测试锂电池非敷料部件的阻抗。

Description

锂电池非敷料部件的阻抗测试方法

技术领域

本申请涉及阻抗测试技术领域，具体涉及一种锂电池非敷料部件的阻抗测试方法。

背景技术

锂电池非敷料部件(包括隔膜、电解液、铝塑膜、极耳和胶带等)的阻抗是锂电池的重要指标之一，其大小影响锂电池的内阻、倍率性能以及容量。

现有方法中，通常采用交流阻抗测试方式测试锂电池的阻抗，然而该种方法只能得到锂电池的整体阻抗，无法准确得到锂电池非敷料部件的阻抗。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，以解决现有的交流阻抗测试方式只能得到锂电池的整体阻抗，而无法准确得到锂电池非敷料部件的阻抗的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，包括：获取集流体样品和锂电池样品；集流体样品为正极极片和负极极片替换为集流体片、电芯未注入电解液的锂电池；锂电池样品为电解液的用量为预设用量的锂电池；对锂电池样品进行化成处理，并将化成处理后的锂电池样品和集流体样品置于预设露点温度下，将化成处理后的锂电池样品中的剩余电解液注入集流体样品的电芯中，将注入剩余电解液的集流体样品作为待测样品；将预设数量的待测样品与正常锂电池并联，在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗，根据初始阻抗得到阻抗图谱；正常锂电池为正常制备得到的锂电池；对阻抗图谱进行拟合，得到待测样品的阻抗，作为正常锂电池非敷料部件的阻抗。

在第一方面的一种可能的实施方式中，将化成处理后的锂电池样品中的剩余电解液注入集流体样品的电芯中之后，还包括：对注入剩余电解液的集流体样品进行抽真空和封装处理；相应的，将抽真空和封装处理后的集流体样品作为待测样品。

在第一方面的一种可能的实施方式中，将预设数量的待测样品与正常锂电池并联之后，还包括：将并联的待测样品与正常锂电池静置预设时间，以使待测样品的电位与正常锂电池的电位相同。

在第一方面的一种可能的实施方式中，在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗，根据初始阻抗得到阻抗图谱，包括：在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗；将初始阻抗的实部和虚部分别乘以预设数量的数值，得到中间阻抗，以中间阻抗的实部为横坐标，中间阻抗的虚部的负值为纵坐标构建阻抗图谱。

在第一方面的一种可能的实施方式中，采用电化学工作站在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗。

在第一方面的一种可能的实施方式中，预设数量大于或等于8；该方法还包括：改变预设数量的数值，并在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗；重复上述步骤，得到多个阻抗图谱；相应的，分别对多个阻抗图谱进行拟合，得到多个候选阻抗；对多个候选阻抗进行均值计算，得到平均阻抗，作为正常锂电池非敷料部件的阻抗。

在第一方面的一种可能的实施方式中，集流体片包括第一集流体片和第二集流体片；第一集流体片的大小和形状与正极极片的大小和形状相同；第二集流体片的大小和形状与负极极片的大小和形状相同。

在第一方面的一种可能的实施方式中，预设露点温度小于或等于-40℃。

在第一方面的一种可能的实施方式中，预设用量为正常锂电池的电解液的用量的105％。

在第一方面的一种可能的实施方式中，预设测试频率区间为[1Hz,1kHz]。

本申请实施例提供的一种锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，获取集流体样品和锂电池样品，其中，集流体样品为正极极片和负极极片替换为集流体片、电芯未注入电解液的锂电池，锂电池样品为电解液的用量为预设用量的锂电池，将化成处理后的锂电池样品和集流体样品置于预设露点温度下，并将化成处理后的锂电池样品中的剩余电解液注入集流体样品的电芯中，形成待测样品，将预设数量的待测样品与正常锂电池并联，在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗，根据初始阻抗得到阻抗图谱，对阻抗图谱进行拟合，得到待测样品的阻抗，作为正常锂电池非敷料部件的阻抗，通过去除待测样品中的敷料部件同时保持待测样品的其他部件和参数与正常锂电池一致，以及将预设数量的待测样品与正常锂电池并联后进行测试得到待测样品的阻抗，能够准确测试锂电池非敷料部件的阻抗。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的锂电池非敷料部件的阻抗测试方法的流程示意图；

图2是本申请一实施例提供的阻抗图谱的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本申请进行更清楚的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本申请的作用，但不以任何形式限制本申请。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本申请的保护范围。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

此外，本申请实施例中提到的“多个”应当被解释为两个或两个以上。

图1是本申请一实施例提供的锂电池非敷料部件的阻抗测试方法的流程示意图。如图1所示，本申请实施例中的方法，可以包括：

步骤101、获取集流体样品和锂电池样品。

其中，集流体样品为正极极片和负极极片替换为集流体片、电芯未注入电解液的锂电池；锂电池样品为电解液的用量为预设用量的锂电池。

可选的，集流体片包括第一集流体片和第二集流体片，第一集流体片的大小和形状与正极极片的大小和形状相同，第二集流体片的大小和形状与负极极片的大小和形状相同。集流体片可以为铜铝箔。

示例性的，将裁切好大小和形状的集流体片，例如铜铝箔代替正极极片和负极极片，按照正常制备锂电池的工艺，与其他制备锂电池的原材料组装成集流体样品，其中，锂电池的电芯包括隔膜、铝塑膜、极耳、胶带等，且电芯未注入电解液。正极极片与负极极片为活性物质，即敷料部件，以相同大小和形状的集流体片代替正极极片和负极极片，以去除锂电池样品中的敷料部件，保证后续可以准确得到锂电池非敷料部件的阻抗。

可选的，锂电池样品为按照正常制备锂电池的工艺制备的锂电池，其中，锂电池样品的电芯中电解液的用量为预设用量，预设用量可以为正常锂电池的电解液的用量的105％。

步骤102、对锂电池样品进行化成处理，并将化成处理后的锂电池样品和集流体样品置于预设露点温度下，将化成处理后的锂电池样品中的剩余电解液注入集流体样品的电芯中，将注入剩余电解液的集流体样品作为待测样品。

可选的，锂电池样品在化成处理中会消耗一定量的电解液，且上述一定量的电解液为锂电池样品的活性物质所消耗，即敷料部件所消耗。将化成处理后的锂电池样品中的剩余电解液注入集流体样品的电芯中，形成待测样品，以保证除敷料部件之外，待测样品的其他部件和参数与正常锂电池的部件和参数保持一致，进而保证后续得到的待测样品的阻抗为正常锂电池的非敷料部件的阻抗。预设露点温度小于或等于-40℃。

在一种可能的实施方式中，将化成处理后的锂电池样品中的剩余电解液注入集流体样品的电芯中之后，还可以包括：对注入剩余电解液的集流体样品进行抽真空和封装处理，相应的，将抽真空和封装处理后的集流体样品作为待测样品。

步骤103、将预设数量的待测样品与正常锂电池并联，在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗，根据初始阻抗得到阻抗图谱。

其中，正常锂电池为正常制备得到的锂电池。预设数量可以大于或等于8，通过并联多个待测样品来提高待测样品的阻抗的准确性。预设测试频率区间可以为[1Hz,1kHz]，以规避低频率区间，避免在低频率区间测试时产生的离子迁移阻抗影响待测样品的阻抗的准确性。

在一种可能的实施方式中，在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗，根据初始阻抗得到阻抗图谱，包括：

在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗；将初始阻抗的实部和虚部分别乘以预设数量的数值，得到中间阻抗，以中间阻抗的实部为横坐标，中间阻抗的虚部的负值为纵坐标构建阻抗图谱。

示例性的，采用电化学工作站，在预设测试频率区间对待测样品进行多次不同频率下的初始阻抗测试，得到多个不同频率下的初始阻抗。需要说明的是，认为预设数量的待测样品的阻抗相同，电化学工作站测试得到的初始阻抗为上述每个待测样品的初始阻抗。

可选的，根据初始阻抗和预设数量的数值得到阻抗图谱的横纵坐标，即得到阻抗图谱，定义阻抗图谱的横坐标为阻抗实部，纵坐标为阻抗虚部。阻抗图谱的示意图如图2所示，其中，取预设数量为10。

在一种可能的实施方式中，将预设数量的待测样品与正常锂电池并联之后，还可以包括：将并联的待测样品与正常锂电池静置预设时间，以使待测样品的电位与正常锂电池的电位相同。

可选的，将并联的待测样品与正常锂电池静置预设时间，例如，预设时间可以为2分钟，再测试待测样品的阻抗，以使待测样品的第一集流体片的电位和正常锂电池的正极极片的电位相同，以及待测样品的第二集流体片的电位和正常锂电池的负极极片的电位相同。

步骤104、对阻抗图谱进行拟合，得到待测样品的阻抗，作为正常锂电池非敷料部件的阻抗。

可选的，锂电池非敷料部件的阻抗为锂电池的隔膜阻抗、电解液阻抗、铝塑膜阻抗、极耳阻抗和胶带阻抗等的总阻抗。采用ZView软件对阻抗图谱进行拟合，得到待测样品的阻抗，作为待测样品对应的正常锂电池非敷料部件的阻抗。

在一些实施例中，为提高得到的锂电池非敷料部件的阻抗的准确性，还可以包括：改变预设数量的数值，在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗，并重复上述步骤，得到多个阻抗图谱；相应的，分别对多个阻抗图谱进行拟合，得到多个候选阻抗；对多个候选阻抗进行均值计算，得到平均阻抗，作为正常锂电池非敷料部件的阻抗。

示例性的，改变与正常锂电池并联的待测样品的数量，例如与正常锂电池并联的待测样品的数量可以为8、9、10个，并分别在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗，得到多个阻抗图谱，进而分别对多个阻抗图谱进行拟合，得到多个候选阻抗，对上述多个候选阻抗求平均值，得到平均阻抗作为正常锂电池非敷料部件的阻抗，通过改变预设数量测得多个阻抗图谱，进而拟合得到多个候选阻抗并进行均值计算，可以提高最终得到的锂电池非敷料部件的阻抗的准确性。

本申请实施例提供的锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，获取集流体样品和锂电池样品，其中，集流体样品为正极极片和负极极片替换为集流体片、电芯未注入电解液的锂电池，锂电池样品为电解液的用量为预设用量的锂电池，将化成处理后的锂电池样品和集流体样品置于预设露点温度下，并将化成处理后的锂电池样品中的剩余电解液注入集流体样品的电芯中，形成待测样品，将预设数量的待测样品与正常锂电池并联，在预设测试频率区间测试待测样品的初始阻抗，根据初始阻抗得到阻抗图谱，对阻抗图谱进行拟合，得到待测样品的阻抗，作为正常锂电池非敷料部件的阻抗，通过去除待测样品中的敷料部件同时保持待测样品的其他部件和参数与正常锂电池一致，以及将预设数量的待测样品与正常锂电池并联后进行测试得到待测样品的阻抗，能够准确测试锂电池非敷料部件的阻抗。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，其特征在于，包括：

获取集流体样品和锂电池样品；所述集流体样品为正极极片和负极极片替换为集流体片、电芯未注入电解液的锂电池；所述锂电池样品为电解液的用量为预设用量的锂电池；

对所述锂电池样品进行化成处理，并将化成处理后的锂电池样品和所述集流体样品置于预设露点温度下，将所述化成处理后的锂电池样品中的剩余电解液注入集流体样品的电芯中，将注入所述剩余电解液的集流体样品作为待测样品；

将预设数量的所述待测样品与正常锂电池并联，在预设测试频率区间测试所述待测样品的初始阻抗，根据所述初始阻抗得到阻抗图谱；所述正常锂电池为正常制备得到的锂电池；

对所述阻抗图谱进行拟合，得到待测样品的阻抗，作为所述正常锂电池非敷料部件的阻抗。

2.根据权利要求1所述的锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，其特征在于，所述将所述化成处理后的锂电池样品中的剩余电解液注入集流体样品的电芯中之后，还包括：

对注入所述剩余电解液的集流体样品进行抽真空和封装处理；

相应的，将抽真空和封装处理后的集流体样品作为待测样品。

3.根据权利要求1所述的锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，其特征在于，所述将预设数量的所述待测样品与正常锂电池并联之后，还包括：

将并联的所述待测样品与正常锂电池静置预设时间，以使所述待测样品的电位与所述正常锂电池的电位相同。

4.根据权利要求1所述的锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，其特征在于，所述在预设测试频率区间测试所述待测样品的初始阻抗，根据所述初始阻抗得到阻抗图谱，包括：

在预设测试频率区间测试所述待测样品的初始阻抗；

将所述初始阻抗的实部和虚部分别乘以预设数量的数值，得到中间阻抗，以所述中间阻抗的实部为横坐标，所述中间阻抗的虚部的负值为纵坐标构建阻抗图谱。

5.根据权利要求1所述的锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，其特征在于，采用电化学工作站在预设测试频率区间测试所述待测样品的初始阻抗。

6.根据权利要求1所述的锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，其特征在于，所述预设数量大于或等于8；所述方法还包括：

改变所述预设数量的数值，并在预设测试频率区间测试所述待测样品的初始阻抗；重复上述步骤，得到多个阻抗图谱；

相应的，分别对所述多个阻抗图谱进行拟合，得到多个候选阻抗；

对所述多个候选阻抗进行均值计算，得到平均阻抗，作为所述正常锂电池非敷料部件的阻抗。

7.根据权利要求1所述的锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，其特征在于，所述集流体片包括第一集流体片和第二集流体片；所述第一集流体片的大小和形状与所述正极极片的大小和形状相同；所述第二集流体片的大小和形状与所述负极极片的大小和形状相同。

8.根据权利要求1所述的锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，其特征在于，所述预设露点温度小于或等于-40℃。

9.根据权利要求1所述的锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，其特征在于，所述预设用量为正常锂电池的电解液的用量的105％。

10.根据权利要求1所述的锂电池非敷料部件的阻抗测试方法，其特征在于，所述预设测试频率区间为[1Hz,1kHz]。

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