[发明专利]一种短路电阻测试方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体是一种短路电阻测试方法。

背景技术

锂离子电池具有电压和能量密度高、循环寿命长、能量效率高、无记忆效应、环境污染小等优点。随着锂离子电池的广泛应用，电池的安全性受到了越来越多的关注。从之前的一些手机爆炸事件来看，手机自燃或爆炸，由内部短路引发的情况较多。这类电池主要是由于电池内部在设计或者生产过程中存在瑕疵缺陷，导致电池发生自燃或者爆炸。

锂离子电池发生燃烧主要是因为，现在电池普遍采用易燃的烷基碳酸酯有机溶液作为电解液，负极石墨在充电态时，高温下表面的SEI膜分解，嵌入的锂离子与电解液、粘结剂会发生反应，伴随着大量的热释放。正极材料在高温下分解，释放出来的氧气与电解液发生燃烧，释放出大量的热。电池短路后也会产生大量的焦耳热，再加上电池产生的化学热，电池内部产生的总热量较大。当电池散热速度小于产热速度时，就有可能导致电池热失控、爆炸等安全性问题。对于大容量、高功率的大型锂离子电池组，安全性问题则更为突出，所以提升电池的安全性是目前急需解决的问题。但想解决电池安全问题，首先我们必须了解电池的安全过程和安全机理，只有了解清楚这些，才能有针对性的提出改善措施。

电池短路模式一般分为四种形式：铜箔-铝箔、负极-铝箔、正极-铜箔、正极-负极，不同的短路模式对电池造成的影响不同，主要原因是由于不同短路模式的短路电阻不同。短路电阻越小，短路后释放的能量更多，越容易引发电池的燃烧爆炸。因此，我们需要研究不同短路模式的短路电阻，来判断不同短路模式的危险性，从而避免发生此类短路，提高电池的安全性能。短路电阻的测试对电池的安全机理研究也是非常有意义的。

本发明开发了一种简单可靠的短路电阻测试方法，将满电态电池进行拆解，获得不同短路模式中的各种极片，将极片做成41mm*30mm的方形，按照不同短路模式，将极片组装成软包电池，不用添加电解液，用电化学工作站测试其阻抗，测得的欧姆电阻值就是其短路电阻。对四种短路模式的短路电阻进行测试，证明了该方法的可使用性和合理性。因此，本发明在需要准确测试短路电阻及电池安全分析领域具有很大的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种短路电阻测试方法，实现对电池短路过程中不同短路模式短路电阻的精确测试，为电池安全分析提供更为可靠的数据。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种短路电阻测试方法，包括以下步骤：

（1）将待研究电池充电到满电状态；

（2）将（1）中满电状态的电池在干燥房进行拆解，获得铝箔、铜箔、负极、正极这四种极片；

（3）将（2）中的四种极片冲压成方形片状，分别给四种极片焊接上极耳，按照铜箔-铝箔、负极-铝箔、正极-负极、正极-铜箔这四种模式分别组装成软包电池，将软包电池封装好待测试；

（4）将（3）中软包电池安装夹具，采用电化学工作站测试（3）中软包电池的阻抗，欧姆阻抗值即为其短路电阻。

所述步骤（3）将四种极片冲压成41mm*30mm的方形片状。

所述步骤（3）中软包电池外壳选用厚度为86微米的铝塑膜，不添加电解液。

所述步骤（4）中安装夹具由上下两块方形金属板（长*宽=10cm*8cm）构成，金属板四角有螺丝固定，将软包电池垫上硅胶垫，用夹具夹紧，四个螺丝拧紧。因电池内只包含两片极片，如果不安装夹具会造成极片间接触不良，使接触电阻较大，这样会影响短路电阻测试结果。

本发明的有益效果：电池发生短路时一般有四种短路模式，不同短路模式对电池造成的影响不同，产生这些不同结果的根本原因是由于不同短路模式的短路电阻不同。电池发生短路后，要将电池的能量释放，如果短路电阻较小，根据能量公式（Q为电池放热量，U为电池电压，t为时间，R为短路电阻），则单位时间内释放的能量更多，电池越危险。本发明对电池的四种短路模式的短路电阻进行测试，证明了该方法的可使用性和合理性。本发明测试方法简单可靠，数据准确率高，一致性好，可实现短路电阻或其它方式电阻的精确测量，在研究电池安全机理领域具有很大的应用前景。

附图说明

图1是本发明一种短路电阻测试方法的四种短路模式电池组装示意图。

图2是本发明一种短路电阻测试方法的四种短路模式电池阻抗测试图。

图3是本发明一种短路电阻测试方法的四种短路模式电池欧姆阻抗值比较图。

具体实施方式