CN117855574A - 安全评估用锂离子软包电池及其制备、检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了安全评估用锂离子软包电池及其制备、检测方法，属于锂离子电池安全技术领域。对于成品电池，若想测试过充或高温的不同条件下，温度、电压和隔膜闭孔程度之间的关系较为困难。本申请提供的一种安全评估用锂离子软包电池及其制备、检测方法，通过制备安全评估用锂离子软包电池，对电池电压升高原因进行分析，测试不同闭孔程度软包电池的待测电压时间差值与正常电池的待测电压时间差值，经由差值的对比得到电池电压升高与隔膜闭孔的关系曲线，为电芯安全测试过程中的电压飙升现象提供一种易操作的实验验证方法，简便、安全且准确地检测隔膜闭孔和锂离子电池电压升高之间的关系。

Description

安全评估用锂离子软包电池及其制备、检测方法

技术领域

本发明涉及锂电池领域，更具体地说，涉及一种安全评估用锂离子软包电池及其制备、检测方法。

背景技术

锂离子电池是一种高性能电池，广泛应用于电子产品、电动车辆等领域。在使用锂离子电池时，由于各种原因，例如充电器故障、电池管理系统失效等，电池可能会出现过充、加热现象，导致电池的安全性和寿命受到影响。另外，单体电池在过充、加热测试时，若其内部发生了化学反应或结构变化，电压飙升，大大增加了电池打火、起火的概率。因此，在电池设计和安全测试环节，需要对过充或高温情况下电池内部主要结构各自变化及关联影响进行测试。

电池内部结构包括正极材料、负极材料、隔膜和电解质材料。其中，隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，同时具有微孔能使电解质离子通过的功能。其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性。

隔膜的一个重要性能指标是闭孔温度，这是隔膜对电池的特殊保护机制，即当温度逐渐升高，隔膜的微孔逐渐收缩，当超过闭孔温度时，隔膜内的微孔关闭，阻止锂离子的通过，在一定程度上减少短路的危险。这个过程可以在电池短路、过充或其他故障情况下防止进一步的热失控链式反应，起到一种内置的安全断路的作用。但是，隔膜闭孔在阻止电池进一步加热的同时，也会导致锂离子无法通过隔膜移动，电池性能丧失，该过程不可逆。同时，隔膜闭孔过程导致锂离子传输通道减少，电池内阻增大，也可能进一步致使电池电压飙升，增加电池打火起火的概率。准确检测温度、电压、隔膜闭孔之间的关系对于电池的设计、安全测试极有意义。

实际工作中，对于实体电池，若想测试过充或高温的不同条件下，温度、电压、隔膜闭孔程度之间的关系较为困难。因为环境温度未必是隔膜温度，电池内部隔膜闭孔程度亦不可见，同时影响因素还有电解液在高温过充时的化学反应。因此，我们需要提供一种有效的测试方法及用于检测的电池，以测试过充情况下电压升高和隔膜闭孔之间的关系，用于优化电池的安全设计。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中，分析过充及加热情况下电池电压升高与隔膜闭孔之间关联关系困难的问题，本发明提供了一种安全评估用锂离子软包电池及其制备、检测方法，可以以简便易操作的方法安全而准确地检测隔膜闭孔和锂离子电池电压升高之间的关系。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

针对背景技术中存在的技术问题，本发明第一方面，提供了一种安全评估用锂离子软包电池，其特征在于，包括裸电芯、铝塑膜和电解液，其中：

裸电芯包括正负极片和隔膜，正负极片为取自成品裸电芯的正负极片，隔膜为具有特定闭孔程度的改性隔膜；特定闭孔程度的改性隔膜是常规隔膜经由烘烤得到的，烘烤温度为135℃～140℃；不同测试场景下，隔膜为根据测试需要制备的不同闭孔程度的改性隔膜；

电池正、负极片和隔膜“Z”叠方式组装；

正、负极片极耳部分为单层结构，由成品裸电芯自带的极耳构成；无需额外焊接软包电芯专用极耳。

铝塑膜用于包裹在单层叠芯外，构成密封的外层壳体；

铝塑膜边缘封装位置及极耳根部预涂有热熔胶。

进一步的，不同闭孔程度的改性隔膜是常规隔膜经由烘烤得到的，烘烤温度设置在隔膜闭孔温度附近。在一些实施例中，优选的，烘烤温度为135℃～140℃。

本发明的第二方面，提供了一种制备安全评估用锂离子软包电池的方法，用于制备本发明第一方面的安全评估用锂离子软包电池，包括如下步骤：

制备改性隔膜：将正常隔膜裁切为软包电池需要的尺寸，将裁切后的正常隔膜经恒温烘烤得到改性隔膜，烘烤温度设置在隔膜闭孔温度附近；

铝塑膜预处理：将铝塑膜裁切到适合软包电池尺寸，在铝塑膜边缘封装位置预涂热熔胶；

取正负极片：在干燥房内，电池满电拆解，取包含极耳部分的正、负极片，并裁切为合适尺寸；极耳根部预涂热熔胶；

组装裸电芯：将正、负极片与不同闭孔程度隔膜组装成单层叠芯，组装顺序为改性隔膜、正极片、改性隔膜、负极片、改性隔膜；

极耳引出：极片方向同侧垂直引出；

电池热封：用铝塑膜做外层壳体，使用热封夹进行密封；预处理后铝塑膜沿长边中线对折，裸电芯紧靠折线边中心放置，对有极耳的顶边、侧边、底边进行热封露出尽可能长的极耳部分；

注入电解液：将电解液注入封装完毕的电芯；脱气封装：注液完毕后脱气封装；

静置24小时，得到待测电池。

优选的，将正、负极片与不同闭孔程度隔膜采用“Z”叠方式组装成单层叠芯。

优选的，铝塑膜裁切尺寸为130mm*400mm时，电解液注液量为2mL-5mL。本发明的第三方面，还提供了一种分析锂离子电池电压升高的方法，使用权利要求1或2所述的安全评估用锂离子软包电池，包括如下步骤：

准备至少两只同型号成品电池；

拆解至少一只成品电池，拆解时尽可能保留较长的内部极耳，得到带有长极耳的成品裸电芯；

制备至少一个待测电池；其中，待测电池包括：取自成品裸电芯的正负极片，正负极片自带的极耳部分，具有特定闭孔程度的改性隔膜；

在室温下，以1C电流对待测电池进行无上限过充，记录待测电池过充电曲线；

在室温下，以1C电流对成品电池进行无上限过充，记录成品电池过充电曲线；

根据待测电池过充电曲线，得到待测电池每个待测电压时间差值；

根据成品电池过充电曲线，得到成品电池每个待测电压时间差值；

其中，时间差值的计算方法为：确定电压达到每个待测电压的时间点，计算电池从充电起始至电压达到待测电压的时间差值；

对待测电池时间差值与成品电池的时间差值作对比，得到特定闭孔程度的改性隔膜对电池电压升高到待测电压的影响关系。

进一步的，影响关系分析方法为：若时间差值因改性隔膜具有特定闭孔程度而减小，则判断电池电压升高到待测电压的速度与该特定闭孔程度的隔膜有关，否则无关。

进一步的，该待测电压为充电电压峰值。

进一步的，制备多个包括不同闭孔程度改性隔膜的待测电池，用于分析隔膜闭孔程度增加对电压升高速度的影响。

进一步的，还制备一个包括正常隔膜的待测电池。制备该待测电池的方法与其他使用改性隔膜的待测电池的方法完全一致，最大限度地减少其他因素的影响。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本发明提供的制备安全评估用锂离子软包电池的方法，直接使用成品裸电芯自带的极耳部分作为软包电池极耳，省略极耳焊接步骤；正负极片直接取自成品电芯，省略了极片制备过程，制作上更简便。

(2)本发明测试不同闭孔程度软包电池的待测电压时间差值与正常电池的待测电压时间差值，通过差值的对比得到电池电压升高与隔膜闭孔的关系曲线。为电芯安全测试过程中的电压飙升现象的原因分析，提供一种简单准确易操作的实验验证方法。

(3)本发明提供的安全评估用锂离子软包电池结构简单，在铝塑膜封装位置及极耳根部预涂有热熔胶，解决了极耳与铝塑膜间的短路问题。

附图说明

图1为本发明中验证锂离子电池电压升高方法的流程图；

图2为本发明一个实施案例中铝塑膜涂热熔胶图；

图3为本发明一个实施案例中正常隔膜SEM图；

图4为本发明一个实施案例中135℃烘烤10分钟后的隔膜SEM图；

图5为本发明一个实施案例中140℃烘烤10分钟后的隔膜SEM图；

图6为本发明一个实施案例中“Z”叠芯图；

图7本发明正常隔膜、135℃、140℃烘烤后隔膜制备软包电池过充电电压-时间曲线图；

图8本发明正常隔膜、135℃、140℃烘烤后隔膜制备软包电池时间差值图。

表1本发明正常隔膜、135℃、140℃烘烤10分钟后12+4+3隔膜透气率值。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

本实施例中涉及的实验方法、材料、概念术语等解释如下：

闭孔隔膜：通常由聚合物材料制成，这些材料具有微小的孔洞或微孔结构，可以让离子通过，但对于大部分的电解质来说是不可透过的。这种设计有助于防止电极之间的短路，同时仍然允许离子(例如，锂离子在锂离子电池中)在正负极之间传输。

闭孔隔膜的结构可以提供较高的机械强度和较好的隔离性能，这在确保电池的稳定性和安全性方面非常重要。它们在锂离子电池等许多电池类型中被广泛使用，以支持电池的正常运行并减少潜在的安全风险。

隔膜闭孔温度：在一定的温度以上时，电池内的组分将发生放热反应而导致“自热”，另外由于充电器失灵、安全电流失灵等将导致过度充电或者电池外部短路时，这些情况都会产生大量的热量。由于聚烯烃材料的热塑性质，当温度接近聚合物熔点时，多孔的离子传导的聚合物膜会变成无孔的绝缘层，微孔闭合而产生自关闭现象，从而阻断离子的继续传输而形成断路，起到保护电池的作用，因此聚烯烃隔膜能够为电池提供额外的保护。

SEM：是扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope)的缩写。扫描电子显微镜是一种使用电子束而不是光束的显微镜，它能够提供高分辨率的图像，用于观察和研究微小结构的表面形貌。SEM通过扫描样品表面，并测量从样品表面反射、散射或产生的电子来生成图像。

在隔膜SEM图中，通过扫描电子显微镜观察或研究的隔膜的表面形貌或微观结构的图像，可以帮助研究人员更详细地了解隔膜的微观结构即隔膜的闭孔状态，这对于改进电池性能和设计具有重要意义。

透气性测试：是通过测量气体(如氮气或氧气)通过隔膜的流动量来评估其孔隙结构的。透气性越低，表示隔膜的闭孔程度越高。

软包电池：也被称为软包装电池或袋式电池，指外壳为软包装材料，通常为铝塑复合膜的锂电池，对比于硬包电池是指以铝壳或钢壳等硬物材料包装的电池。由于其轻便、柔性和良好的安全性能，已成为锂离子电池研发和测试的一个重要分支。使用软包电池进行测试的几个主要场景为：原型和小批量生产测试、灵活的设计和定制、安全性测试、性能评估和研发创新。

其中，软包电池由于其独特的结构，相比硬壳电池，在过热或内部短路时的安全风险较低。因此，它们常被用于进行安全性相关的测试。

1C电流：指的是按照电池的额定容量进行充电，例如对于一个1000mAh的电池，1C电流就是1000mA。

定容(Capacity Test)：定容测试是一种用来评估电池容量的测试方法。它衡量了电池在特定条件下可以存储和释放的电荷量。通常，电池的容量以安时(Ah)或毫安时(mAh)表示，表示电池可以在一定时间内提供电流的能力。定容测试涉及充电电池至满电状态，然后以标准的放电速率(通常为C/20或C/5)将其放电至特定的终止电压。通过测量放电过程中释放的电量，可以确定电池的容量。

DCR(Direct Current Resistance)：直流电阻(DCR)是电池内部的直流电阻，通常以欧姆(Ω)为单位。这个参数测量了电池在电流流动时所产生的电阻。较低的直流电阻意味着电池能够更有效地传输电流，而高电阻可能表明电池内部存在问题或损耗增加。通常，电池的直流电阻可以影响其放电效率和性能。

ACR(Alternating Current Resistance)：交流电阻(ACR)是电池在交流电流下的阻抗或电阻。这个参数通常是在频率范围内进行测量的，因为电池在不同频率下的响应可能会有所不同。交流电阻测量能够提供更多有关电池内部结构、电解质、电极等方面的信息。在频率范围内测试交流电阻有助于了解电池在不同工作条件下的性能变化。

这些测试参数对于评估电池的性能、稳定性和寿命具有重要意义。定容测试帮助确定电池的实际容量，DCR和ACR测试则提供了关于电池内部电阻和响应特性的信息，有助于评估电池的健康状况和预测其行为。

理论上，在电池过充的过程中，可能因温度上升导致电池隔膜闭孔，进而内部电阻增加并进带动电压继续上升，该过程具体描述如下：

1)过充导致温度上升：当锂离子电池过充时，电池内部的化学反应会变得更加激烈，产生更多的热量。这会导致电池温度急剧上升。

2)温度上升导致电池隔膜闭孔：锂离子电池内部的隔膜是用来隔离正负极的，防止短路。隔膜通常由微孔结构的聚合物材料制成。当电池温度升高时，这些微孔可能会因为热膨胀或材料软化而闭合。闭孔现象降低了锂离子的传输效率。

3)闭合导致电阻增加：隔膜微孔的闭合会阻碍锂离子的流动，导致电池的内部电阻增加。电阻的增加意味着在电流通过时产生更多的热量，这进一步加剧了电池的温度升高。

4)电阻增加使得电压更快速飙升：由于内部电阻的增加，电池在充电时所需的电压会更高。这种情况下，如果继续充电，电池的电压会更快速地上升，这进一步增加了过热和损坏的风险。

在这个过程中，每一步都会加剧下一步的影响，形成一个恶性循环。这就是为什么过充对锂离子电池来说非常危险的原因之一，它不仅损害电池的性能，还可能导致安全问题，如火灾和爆炸。因此，为了保障安全和延长电池寿命，通过安全测试明确分析出过充情况下，特定的成品电池隔膜闭孔和电压上升是否存在因果关系及存在多大的影响、怎样的影响就非常重要。

而如果直接用正常的成品电池测试，无法直观观察到隔膜的实际温度以及特定温度下隔膜闭孔的状态，因而难以得到有效的测试数据。

在本技术领域中，软包电池被普遍用于电池设计、检测阶段的测试。而软包电池的大小、形状、内部材料及结构设计因不同应用场景有较大差异。

本发明根据实验目的，提供了一种检测锂电池电压升高原因的方法，通过制备一种成品电池安全评估用软包电池，可以安全、方便且准确地检测出过充情况下特定成品电池隔膜闭孔和电压升高的关系。当然，本发明中提供的改性隔膜制备方式、安全评估用锂离子软包电池制备方法也可以用于其他电池测试场景。

实施例1

本发明第一方面，提供了一种分析锂离子电池在过充、加热过程中电压升高的方法，如图1所示，具体步骤如下：

准备至少两只同型号成品电池；

拆解至少一只成品电池，得到成品电芯以及集流体；

制备至少一个待测电池；其中，待测电池包括：取自成品电芯的正负极片，取自成品电芯的集流体，具有特定闭孔程度的改性隔膜；

在室温下，以1C电流对待测电池进行无上限过充，记录待测电池过充电曲线；

在室温下，以1C电流对成品电池进行无上限过充，记录成品电池过充电曲线；

根据待测电池过充电曲线，得到待测电池每个待测电压时间差值；

根据成品电池过充电曲线，得到成品电池每个待测电压时间差值；

其中，时间差值的计算方法为：确定电压达到每个待测电压的时间点，计算电池从充电起始至电压达到待测电压的时间差值；

对待测电池时间差值与成品电池的时间差值作对比，得到特定闭孔程度的改性隔膜对电池电压升高到待测电压的影响关系。

具体的，影响关系分析方法为：若时间差值因改性隔膜具有特定闭孔程度而减小，则判断电池电压升高到待测电压的速度与该特定闭孔程度的隔膜有关，否则无关。

进一步的，该待测电压设定为充电电压峰值；

进一步的，制备多个包括不同闭孔程度改性隔膜的待测电池；进一步分析隔膜闭孔程度增加对电压升高速度的影响；

不同闭孔程度软包电池的时间差值与正常电池的时间差值作对比，以判断电池电压升高是否与隔膜闭孔有关。

本发明一个实施案例中，对封装完成的软包电池进行补液并在常温下观察1小时看电池是否漏液，测量正、负与铝塑膜铝层是否导通。不导通说明电池的隔膜有效地阻止了正、负电极与铝塑膜铝层之间的电流通过，正负极之间没有发生内部短路的现象，内部结构完好，质量合格。

否则，如果测得正、负电极与铝塑膜铝层间出现导通现象，这则意味着电池可能存在问题。通常这种现象是由电池内部的短路引起的，可能是由于隔膜失效或损伤，或者是电池组装过程中的错误，比如正负极与封装膜间的隔离做得不够好。这种情况下的电池可能存在重大的性能问题，甚至可能因为短路引发安全问题，例如电池过热、冒烟甚至燃烧。

通过导通测试以后，对软包电池进行定容、DCR、ACR等基本性能数据测试。

以上为非常重要的常规质量控制步骤，可以帮助发现和预防电池生产过程中的潜在问题。

本发明一个实施案例中，确定电压达到峰值附近的时间，计算电池从充电起始至电压达到峰值附近的时间差值。

本发明一个实施案例中，可以通过对多个正常电池进行测试，获得正常电池的时间差值范围，然后将不同闭孔程度隔膜制备的软包电池的时间差值与正常电池的时间差值范围进行比较，如果电池的时间差值随隔膜闭孔程度增加而减小，则进一步判断电池电压升高与隔膜闭孔程度有关。

实施例2

本发明的第二方面，提供了一种成品电池安全评估用软包电池，软包电池包括裸电芯、铝塑膜、电解液。具体的：

裸电芯包括正负极片和隔膜。其中，电池正、负极片和隔膜“Z”叠方式组装；优选的，正负极片均由成品电池内部包含极耳部分的极片裁切而成，极耳部分为单层结构，由成品电芯内集流体构成。

隔膜为根据测试需要制备的不同闭孔程度的改性隔膜。优选的，不同闭孔程度的改性隔膜是常规隔膜经由烘烤得到的，烘烤温度设置在隔膜闭孔温度附近。在一些实施例中，该温度可以选择为135℃～140℃。

铝塑膜用于包裹在单层叠芯外，构成密封的外层壳体。优选的，铝塑膜边缘封装位置及极耳根部预涂有热熔胶。

实施例3

本发明的另一个方面，还提供了一种制备本发明第二方面软包待测电池的方法，具体步骤如下：

制备改性隔膜：将正常隔膜裁切为软包电池需要的尺寸，优选的，尺寸为100mm*510mm每段；将裁切后的正常隔膜经恒温烘烤得到改性隔膜，烘烤温度设置在隔膜闭孔温度附近，低于隔膜发生热熔的温度。在一些实施例中，该温度可以选择为135℃～140℃。

本实施例中，对7款隔膜进行升温测试，测量电池阻值与温度的关系。当温度落在130℃-150℃范围内时，测得电池阻值突然变化，阻值突变说明隔膜发生了热闭合。进一步的，当实验中用超过140℃的温度处理隔膜时，隔膜会热融。因此，优选的烘烤温度为135℃～140℃。

铝塑膜预处理：将铝塑膜裁切到适合软包电池尺寸，优选的，该尺寸为130mm*400mm。在铝塑膜边缘封装位置预涂热熔胶。具体的，距铝塑膜边缘5mm和10mm位置分别划线，在两线之间均匀涂上一层热熔胶，干燥。

取正负极片：在干燥房内，电池满电拆解，取包含极耳部分的正、负极片，并将正、负极片裁切为合适尺寸；极耳根部预涂热熔胶；优选的，正负极片尺寸为90mm*166mm。

组装裸电芯：将正、负极片与不同闭孔程度隔膜，采用“Z”叠方式，组装成单层叠芯，组装顺序为改性隔膜、正极片、改性隔膜、负极片、改性隔膜。

极耳引出：极片方向同侧垂直引出。

电池热封：用铝塑膜做外层壳体，使用热封夹进行密封。预处理后铝塑膜沿长边中线对折，裸电芯紧靠折线边，中心放置，对有极耳的顶边、侧边、底边进行热封。此过程注意露出极耳部分尽可能长。

注入电解液：将电解液注入封装完毕的电芯，注液量为2mL-5mL。

脱气封装：注液完毕后脱气封装。

静置24小时，得到待测电池。这里静置时间是不固定的，建议最少设置为24小时，24小时作为一个相对长的时间，可以让电解液浸更充分。考虑到静置时间若太长，会使得整个实验周期拉长，效率降低，该时间优选设置为24小时。

下面给出一个本发明具体的实施实验案例。

选用153um铝塑膜、28150热熔胶、IFP81175200-300Ah方形铝壳电池、金立12+4+3隔膜。实验前对300Ah铁锂电池进行定容、DCR、ACR等基本性能数据测试。这些参数是与电池性能和特性相关的测试参数。

制备改性隔膜：裁切9段100mm*510mm金立12+4+3隔膜；恒温箱以5℃/分钟升至135℃、140℃；取上述裁切后的6段隔膜，3段一组分别置于135℃、140℃恒温箱中烘烤10分钟后，送测SEM、透气值，得到不同闭孔程度的隔膜。对不同闭孔程度的隔膜进行取样测试。每段隔膜测试取样时，取隔膜两端及中间部分各一份，即每段隔膜测三个部位。对于三种隔膜，每种隔膜送测3份，每份隔膜测试取样取三个部位(首、中、尾段)，一共得到表1中的27个数据。

测试结果见表1正常隔膜、135℃、140℃烘烤10分钟后12+4+3隔膜透气率值，以及图3～图5正常隔膜SEM图以及135℃烘烤10分钟后和140℃烘烤10分钟后的隔膜SEM图。

铝塑膜预处理：将153um厚度铝塑膜裁切为130mm*400mm尺寸，沿距铝塑膜边缘5mm和10mm位置分别划线，在两线之间均匀涂上一层热熔胶，得到如图2所示涂热熔胶后的铝塑膜。

对锂电池进行满电拆解，裁切正、负极片尺寸：90mm*166mm。极耳根部预涂热熔胶。

在有露点控制的干燥房内，取不同闭孔程度隔膜、满电正、负极片，如图6所示，采用“Z”叠方式，组装成单层叠芯，使用铝塑膜做外层壳体；使用热封夹进行密封。此过程注意露出极耳部分尽可能长。得到未烘烤、135℃烘烤、140℃烘烤隔膜软包电池各3只。

表1正常隔膜、135℃、140℃烘烤10分钟后12+4+3隔膜透气率值

对得到的待测电池以及正常电池进行过充测试，得到图7所示的本发明正常隔膜、135℃、140℃烘烤后隔膜制备软包电池过充电电压-时间曲线图，以及图8所示的本发明正常隔膜、135℃、140℃烘烤后隔膜制备软包电池时间差值图。

通过分析以上数据可以看出，在本次具体的测试材质及电池结构中，电压升高与电池隔膜闭孔程度有关，且随着闭孔程度增加而快速提升。其中，经过140℃烘烤后的隔膜完全闭孔，也导致电压短时间内剧烈飙升到峰值，对我们后续电池的安全评估和设计提供了具有重要意义的参考数据。

本发明提出了一种成品电池安全评估用软包电池，分析过充、加热等测试过程中，电池电压升高现象，对电池安全评估具有重要意义。该方法简单易行且测试过程较为安全。

制备待测电池过程中，本发明在铝塑膜封装位置及极耳根部预涂热熔胶，解决了极耳与铝塑膜间的短路问题，同时制备上，直接使用成品电芯集流体，省略极耳焊接步骤；正负极片直接取自成品电芯，制作上更简便。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (10)

1.一种安全评估用锂离子软包电池，其特征在于，包括裸电芯、铝塑膜和电解液，其中：

裸电芯包括正负极片和隔膜，正负极片为取自成品裸电芯的正负极片，隔膜为具有特定闭孔程度的改性隔膜；特定闭孔程度的改性隔膜是常规隔膜经由烘烤得到的，烘烤温度为135℃～140℃。

2.根据权利要求1所述的一种安全评估用锂离子软包电池，其特征在于，电池正、负极片和隔膜“Z”叠方式组装；

正、负极片极耳部分为单层结构，由成品裸电芯自带的极耳构成；

隔膜为根据测试需要制备的不同闭孔程度的改性隔膜；

铝塑膜用于包裹在单层叠芯外，构成密封的外层壳体；

铝塑膜边缘封装位置及极耳根部预涂有热熔胶。

3.一种制备安全评估用锂离子软包电池的方法，用于制备权利要求1或2所述的安全评估用锂离子软包电池，包括如下步骤：

制备改性隔膜：将正常隔膜裁切为软包电池需要的尺寸，将裁切后的正常隔膜经恒温烘烤得到改性隔膜，烘烤温度设置在隔膜闭孔温度附近；

铝塑膜预处理：将铝塑膜裁切到适合软包电池尺寸，在铝塑膜边缘封装位置预涂热熔胶；

取正负极片：在干燥房内，电池满电拆解，取包含极耳部分的正、负极片，并裁切为合适尺寸；极耳根部预涂热熔胶；

组装裸电芯：将正、负极片与不同闭孔程度隔膜组装成单层叠芯，组装顺序为改性隔膜、正极片、改性隔膜、负极片、改性隔膜；

极耳引出：极片方向同侧垂直引出；

电池热封：用铝塑膜做外层壳体，使用热封夹进行密封；预处理后铝塑膜沿长边中线对折，裸电芯紧靠折线边中心放置，对有极耳的顶边、侧边、底边进行热封露出尽可能长的极耳部分；

注入电解液：将电解液注入封装完毕的电芯；脱气封装：注液完毕后脱气封装；

静置24小时，得到待测电池。

4.根据权利要求3所述的一种制备安全评估用锂离子软包电池的方法，其特征在于，将正、负极片与不同闭孔程度隔膜采用“Z”叠方式组装成单层叠芯。

5.根据权利要求3所述的一种制备安全评估用锂离子软包电池的方法，其特征在于，铝塑膜裁切尺寸为130mm*400mm时，电解液注液量为2mL-5mL。

6.一种分析锂离子电池电压升高的方法，其特征在于，使用权利要求1或2所述的安全评估用锂离子软包电池，包括如下步骤：

准备至少两只同型号成品电池；

拆解至少一只成品电池，拆解时尽可能保留较长的内部极耳，得到带有长极耳的成品裸电芯；

制备至少一个待测电池；其中，待测电池包括：取自成品裸电芯的正负极片，正负极片自带的极耳部分，具有特定闭孔程度的改性隔膜；

在室温下，以1C电流对待测电池进行无上限过充，记录待测电池过充电曲线；

在室温下，以1C电流对成品电池进行无上限过充，记录成品电池过充电曲线；

根据待测电池过充电曲线，得到待测电池每个待测电压时间差值；

根据成品电池过充电曲线，得到成品电池每个待测电压时间差值；

其中，时间差值的计算方法为：确定电压达到每个待测电压的时间点，计算电池从充电起始至电压达到待测电压的时间差值；

对待测电池时间差值与成品电池的时间差值作对比，得到特定闭孔程度的改性隔膜对电池电压升高到待测电压的影响关系。

7.根据权利要求6所述的一种分析锂离子电池电压升高的方法，其特征在于，影响关系分析方法为：若时间差值因改性隔膜具有特定闭孔程度而减小，则判断电池电压升高到待测电压的速度与该特定闭孔程度的隔膜有关，否则无关。

8.根据权利要求7所述的一种锂电池电压升高原因分析方法，其特征在于，该待测电压为充电电压峰值。

9.根据权利要求7所述的一种锂电池电压升高原因分析方法，其特征在于，制备多个包括不同闭孔程度改性隔膜的待测电池，用于分析隔膜闭孔程度增加对电压升高速度的影响。

10.根据权利要求9所述的一种锂电池电压升高原因分析方法，其特征在于，还制备一个包括正常隔膜的待测电池。