CN207096415U - 快速检测锂离子电池老化的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速检测锂离子电池老化的系统，包括：待测锂离子电池、外接电源、夹取电极及刺穿电极，其中所述待测锂离子电池的壳体依次包括由铝塑膜制成的顶封部、侧封部、底封部及二封部，其中顶封部上设有正极耳及负极耳；所述外接电源的正极通过夹取电极连接所述待测锂离子电池的负极耳，其负极通过刺穿电极连接所述待测锂离子电池的二封部。通过上述方式，本实用新型能够实现快速老化的检测，缩短了老化时间，降低生产周期，具有明显优势，适合工业化推广使用。

Description

快速检测锂离子电池老化的系统

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种快速检测锂离子电池老化的系统。

背景技术

目前在锂电池生产中，检测电池性能的老化工艺种类繁多，老化对检测电池性能的作用尤为重要，大多工艺采用常温静置或者高温静置抑或两种兼用的老化方式来检测电池的潜在安全威胁。

此类老化方式过程中，电池内副反应慢，不良品电池因暴露时间长而存在潜在安全威胁，因此，解决老化时间过长的问题意义重大。使用上述老化方式检测电池潜在安全威胁，耗时长，往往需要一周甚至更长时间也只能发现小部分潜在安全问题，还有相当一部分未被检测出，却流入后续工序，甚至出售至客户手中，特别是动力电池在使用过程中，因此这种疏漏引发的电池自燃等问题尤为严重。

这种潜在安全隐患若没有及时解决，在电池后续的循环使用过程中，就会逐渐体现出弊病，如部分电池内部副反应速度慢，只要铝塑膜内部聚丙烯层出现针孔等破损现象，使内部铝层与电池内部电解液接触，会跟带电阳极形成回路，会使电解液内部的锂离子与铝层发生反应，生成一种致密性坚硬颗粒的铝锂合金，不断堆积，最终刺破铝塑膜封装层，使空气和水蒸气进入电池内部，与电解液和金属锂发生剧烈反应，最终导致火灾。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种检测锂离子电池快速老化的系统，可快速检测电池老化，缩短电池老化时间，降低生产周期。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：提供一种快速检测锂离子电池老化的系统，包括：待测锂离子电池、外接电源、夹取电极及刺穿电极，其中

所述待测锂离子电池的壳体依次包括由铝塑膜制成的顶封部、侧封部、底封部及二封部，其中顶封部上设有正极耳及负极耳；

所述外接电源的正极通过夹取电极连接所述待测锂离子电池的负极耳，其负极通过刺穿电极连接所述待测锂离子电池的二封部。

其中，所述铝塑膜包裹于所述待测锂离子电池的内腔外，且所述铝塑膜由外到内依次包括尼龙层、铝层及聚丙烯层。

其中，所述外接电源为5~10V的直流电源。

本实用新型的有益效果在于：区别于现有技术，本实用新型将外接电源通过夹取电极连接待测锂电池的负极耳，并用刺穿电极探入的二封部，在接通电源后，可快速检测电池老化，缩短了老化时间，并降低生产周期。

附图说明

图1是本实用新型所述的快速检测锂电池老化的系统原理示意图；

图2是图1中铝塑膜的结构示意图；

图3是本实用新型具体实施例中快速检测锂电池老化的工作流程图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型所述的系统包括外接电源、待检测成品电池、电极及铝塑膜。

上述的外接电源主要分为三部分，分别是5~10V的直流电源、电流表以及用于连接待测成品电池负极极耳和侧封边的导电线路。

上述的待测成品电池（即待测锂离子电池，下同）是铝塑膜软包装的锂离子电池，主要分为四部分，份别是内部正负电极及隔膜电芯结构、电解质、封装铝塑膜结构及正负极极耳结构。

上述的电极有两个，分别是连接待测成品电池负极极耳和导电线路的夹取电极，及连接待测成品电池铝塑膜侧封边和导电线路的刺穿电极。

上述的铝塑膜分为三个部分，从内到外分别为聚丙烯PP层、铝层及作为保护层的尼龙层。铝塑膜由上述三个结构层叠粘结而成，主要是运用于待测成品电芯外包装机构。

本实用新型通过设计快速老化系统，最终实现锂电池生产过程中电池潜在安全问题快速体现出来，缩短电池老化时间，降低生产周期。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明：

图1中是一种应用于锂电池检测的快速老化系统原理示意图，其中待测成品电池101上设有正极耳102和负极耳103，以及铝塑膜封装边缘，包括顶封结构104、侧封结构105、二封结构106和底封结构107，外接电源109为DC5~10V电源，串联电流表108，并通过导电线路110连接待测成品电池101。

如图2所示，上述的待测成品电池的铝塑膜封装边缘104、105、106、107从外到内可进一步分解为尼龙保护层（201、207）、铝层（202、206）及203为聚丙烯（PP）层（203、205），其中204为待测成品电池内腔结构，由正负极电极、隔膜、电解质四部分组成，208为封装后两层铝塑膜PP层溶解在一起之后的混合层结构。

采用上述系统时，本实用新型工作流程图如图3所示。具体说明如下：

待测成品电池主体301（对应图1中101）302是图2中铝塑膜整体封装结构，303是正负电极及隔膜组成结构，304是电解质，305是连接待测成品电池负极极耳和导电线路的夹取电极，306为连接待测成品电池铝塑膜侧封边和导电线路的刺穿电极，307是内部副反应产物，如铝锂合金，308为空气和水蒸气在副反应产物刺破铝塑膜后进入电芯内部的通道口。

其具体实施过程为：在待测成品电池的负极接上外接DC5~10V电源正极，待测成品电池侧封边106接上外接DC5~10V电源负极，电极需要刺入铝塑膜的202、206铝层。当待测成品电池的铝塑膜内层PP没有破损的情况下，外接电源只是一个短路状态，对电池内反应不做任何作用，对电池不但没有伤害，反而能更快检测出电池的合格性能。当一旦203、205铝塑膜内层PP有破损，在外加电源的作用下，待测成品电池中的负极材料晶格间隙中的锂离子得到电子脱离出材料晶格，在电解液作用下运动到铝塑膜内层PP破损处。铝塑膜中的金属铝在外加电源的作用下，失去电子，并与运动到破损处的锂离子结合，形成一种坚硬的合金材料——铝锂合金307。铝锂合金在铝塑膜内层PP破损处不断堆积，最终刺穿铝塑膜结构，形成包装铝塑膜破损口308，然而待测成品电池在制造过程中，内部气压比外部低，一旦破损，空气的的活跃气体和水蒸气会进入待测成品电池内部，与电解质发生反应，最终影响电池性能。

因此本实用新型所述的系统可实现快速老化的检测，缩短了老化时间，降低生产周期，具有明显优势，适合工业化推广使用。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种快速检测锂离子电池老化的系统，其特征在于，包括：待测锂离子电池、外接电源、夹取电极及刺穿电极，其中

所述待测锂离子电池的壳体依次包括由铝塑膜制成的顶封部、侧封部、底封部及二封部，其中顶封部上设有正极耳及负极耳；

所述外接电源的正极通过夹取电极连接所述待测锂离子电池的负极耳，其负极通过刺穿电极连接所述待测锂离子电池的二封部。

2.根据权利要求1所述的快速检测锂离子电池老化的系统，其特征在于，所述铝塑膜包裹于所述待测锂离子电池的内腔外，且所述铝塑膜由外到内依次包括尼龙层、铝层及聚丙烯层。

3.根据权利要求1所述的快速检测锂离子电池老化的系统，其特征在于，所述外接电源为5~10V的直流电源。