[发明专利]锂离子电池极组内层间压强的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于锂电池领域，尤其涉及一种采用卷绕或者叠片方式制作的锂离子电池极组内层间压强的测量方法。

背景技术

近年来，消费类电子产品、新能源汽车及储能系统等领域的快速发展，对电池能量密度要求越来越高。为了在有限的空间内增加容量，固定化学体系的前提下，最直接也是最快的方式就是提高电池材料的压实密度来达到容量的小幅提升。

由于材料的压实密度增加，充放电过程中材料的膨胀率不断加大，使得电池中隔膜所受压强加大，微小缺陷破坏能力增强，使电池失效。另外，在圆柱形电池中由于膨胀力方向性更加复杂，使得极耳处对应的集流体更容易断裂，使电池失效。

测试锂离子电池极组内层间压强，可以指导电池组件的选择，对于电池组分材料(极耳、集流体、隔膜等)规格参数的规定有明显的指导意义。另外，对于软包电池，测试锂离子电池极组内层间压强，对热压、Backing以及新型的夹具化成工艺都有很好的指导意义。

要给出合理的集流体物理性质就需要对电池在充电过程中对集流体造成的压强给出具体的数值。而目前国外采用的是光纤测压法进行极组内部压强测试，而这种方法需要的设备复杂，成本非常高，而且不易操作。国内尚没有电池充电过程中极组内部压强的测量方法论文和专利。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种锂离子电池极组内层间压强的测量方法，采用压敏纸测压方法进行电池充电过程极组内部压强的测量，测量数据快速，适用于各种型号锂离子电池。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种锂离子电池极组内层间压强的测量方法，其特征是：采用压敏纸进行封装制备压强测量膜，将压强测量膜粘贴到电池的测量极片位置上，采用极片卷绕或叠片方式装配极组；对装配后的锂离子电池内部进行最大接触式压强测量，采用充电后压强测试或外部施压的压强测试方式；具体步骤如下：

(1)制备压强测试膜：将压敏纸固定到含热熔胶的PE薄膜上，将PE薄膜沿压敏纸边缘对折，使PE薄膜与压敏纸完全贴合；对折后的PE薄膜边缘进行整体密封性的热塑工艺，热塑工艺温度为50-120℃，压强为0.1-0.5MPa，时间为3-6S；

(2)利用聚酰亚胺胶带或聚偏氟二乙烯胶将制备的压强测试膜粘贴到极片测量位置上，再进行电池极组制备及完成电池装配；

(3)建立RGB与压强关系的标准表格：根据压敏纸厂家提供颜色对应压强关系数据，读取颜色RGB值，建立RGB值与压强关系的标准表格；

(4)对上述制备的锂离子电池进行化成充电后，化成充电电流为0.1-1C，充电截止电压为4.2-4.35V，10min内拆开锂离子电池，取出压强测试膜，读取压强测试膜的RGB值，与标准表格进行对比，得到测量后的压强数值。

所述压强测试膜规格：长度为3-200mm，宽为3-200mm，厚度为0.2-2mm。

所述压敏纸规格：长度为1-197mm，宽为1-197mm，厚度为0.1-1.8mm。压敏纸压强测量范围为0.2-50MPa。

所述PE薄膜上的热熔胶采用乙烯-乙酸乙烯或醋酸乙烯酯共聚物胶或聚醚砜胶或聚氨酯胶粘剂胶或上述任意两种及两种以上的组合。

所述压强测试膜粘贴的极片测量位置为正极或者负极极片上的任意位置。

所述化成充电电流1C为满容量除以1小时的电流值。

所述锂离子电池为聚合物电池时，化成过程需要施加0.1-10MPa压强。

有益效果：本发明解决了电池内部接触压强无法直接测量的问题。本方法锂离子电池极组内层间压强的测量数据快速，要求条件简单，过程简易，适用范围广泛；可调节性强，能够运用于不同弧度范围的接触压强测量。

附图说明

图1是制备的压敏纸封装结构示意图；

图2是实施例1圆柱形电池极组卷绕成型示意图；

图3是实施例2聚合物电池极组叠片成型示意图。

图中：1、PE薄膜，2、着色层，3、热熔胶层，4、显色层，5、压强测试膜，6、圆柱形极组，7、叠片电池极组。

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。