CN109186711A - 一种锂离子电池注液量的判定方式 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂离子电池注液量的判断方法，包括：将待注液合格电芯划分为多组，并进行标记；固定电池最低注液量，对注液量进行梯度增加设计，具体梯度组别与电芯组别数量一致并进行对应；对电芯进行注液工步，保证每组电芯实际注液量达到设计注液量要求；对电芯进行老化、化成工步，并对化成后电芯进行内阻数据采集和记录；按照电芯制作工序进行分容工序，对电芯进行内阻数据采集并记录；对电芯的内阻数据进行分析，确定可以满足电芯的合适注液量。本发明采用锂离子电芯的内阻来判定电解液量，有效利用电芯内阻与电解液于电芯内部浸润的相关性，电池内阻变化的转折点来判断电解液量的转折点，不会破坏电池且可信度高，是一种简单易行的判定方式。
Description
技术领域
本发明涉及电池注液量判定计算领域，具体涉及一种锂离子电池注液量的判断方法。
背景技术
随着国家对新能源的推广，锂离子电池凭借其无污染、环境友好得到人们越来越多的关注，被广泛应用于消费电子产品中，同时也被作为动力电池应用于各类纯电动、混合动力汽车及商用车中。因其体积小、重量轻、安全可靠、长寿命的优点，人们对其产能的需求越来越大，相应的在锂离子电池应用于动力电池领域，人们对其要求也越来越高。人们对于动力锂离子电池关注更多的是其续航里程，对于相同车型要提高其续航里程，除对车体进行改善外，对于电池来说提升单体电池的能量密度也是关键方面。
对于单体电芯能量密度的提升，主要从电芯原材料提升、电芯壳体盖板结构件设计、电芯工艺等各方面实现。电芯四大主材原材料包括正极、负极、隔膜、电解液，正负极的克容量压实提升可以为电芯设计提供更多的空间，隔膜的薄质化也可以减重增加空间，电解液是提供锂离子电池正常充放电的通道，必须保证足够的锂离子在正负极间往返实现电池的可逆循环，但电解液量不宜过多或过少，需保证合适的注液量。对于磷酸铁锂或三元锂离子电芯，一般按经验值会以每安时设计电池注液量，但对于不同类型电芯、不同结构电芯、不同体系电芯，这样经验式设计容易造成电解液量不足或过多。如果电解液量过多，电芯重量增加，对于质量能量密度的提升不利，且电解液量过多时电解液的副反应会导致电池内部压力大容易胀气导致漏液等问题；如果电解液量过少，电芯的电性能尤其是循环性能会因为界面浸润不均匀问题而劣化；因此对于电芯注液量的判定既要保证循环性能又避免电解液多余影响能量密度提升。
通常传统的判定锂离子电池注液量的方式是通过电芯的界面拆解状态确认，电芯界面良好电解液浸润均匀视为合适的电解液量数值；另外对于锂离子电芯注液量的判定通过理论计算的方式，专利201610861902 .3公开了一套利用电池各种原材料真密度计算孔隙率得出电解液的方法，但这种理论计算的方式对于不同结构设计的电芯还是会有所区别，且对于不同类型的正极、负极、隔膜等主材，其适用性也会受影响，理论计算得出的数值仅可以作为参考数值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池注液量的判断方法，通过锂离子电芯的内阻来判定电解液量，有效利用电芯内阻与电解液于电芯内部浸润的相关性，不会破坏电池且可信度高。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括以下步骤：
（1）将待注液合格电芯划分为多组，并进行标记；
（2）固定电池最低注液量，对注液量进行梯度增加设计，具体梯度组别与电芯组别数量一致并进行对应；
（3）对电芯进行注液工步，保证每组电芯实际注液量达到设计注液量要求；
（4）按照电芯制作工序进行老化、化成工步，并对化成后电芯进行内阻数据采集和记录；
（5）按照电芯制作工序进行分容工序，分容后电芯进行内阻数据采集并记录；
（6）跟据不同组别电芯的内阻数据进行分析，确定可以满足电芯的合适注液量。
由上述技术方案可知，本发明中本发明采用锂离子电芯的内阻来判定电解液量，有效利用电芯内阻与电解液于电芯内部浸润的相关性，电池内阻变化的转折点来判断电解液量的转折点，不会破坏电池且可信度高，是一种简单易行的判定方式。本发明采用的方式，电解液量梯度可根据验证需要进行调节，对于粗略进行注液量验证需求的梯度数量及梯度间差距可扩大，对于精细进行注液量验证需求的梯度数量及梯度间差距可缩小；本发明采用的方式，适用于不同型号款式电芯，对于圆柱、方形、三元、铁锂等不同种类不同材料体系电芯均可适用。
附图说明
图1是本发明的A款电芯不同注液量电芯内阻变化图；
图2是本发明的B款电芯不同注液量电芯内阻变化图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
本实施例的一种锂离子电池注液量的判断方法，包括以下步骤：
S1：取待注液合格单体电芯50只分为5组别，记录每只电芯的裸重数据，每组电芯各10只，分别标记为1#、2#、3#、4#、5#；
S2：1#组别10只电芯注液量设定为X-10，2#组别注液量为X， 3#、4#、5#组别对应注液量分别为X+10、X+20、 X+30，5组电芯对应注液量为10g梯度设计，实验梯度设计和组别可根据不同验证需要进行调整；
S3：按照实验设计注液量，对电芯进行注液工步，注液后对每只电芯进行注液称重，利用差减法计算每只电池的实际注液量，保证每个组别电芯实际注液量达到设计注液量要求；
S4：将注液后电芯进行老化，老化浸润后对电芯进行化成，对化成后电芯进行内阻数据采集并记录，内阻数据记录如图1所示；
S5：化成后的电芯进行高温老化处理，每个组别取其中两只进行拆解；
S6：每组别剩余电芯按照正常制作工序进行分容，每组别再取其中两只进行拆解；
S7：跟据不同组别电芯的内阻数据进行分析，X-10组别化成后拆解界面干涸电解液浸润不足，分容后拆解界面出现析锂现象；注液量X及以上组别化成后拆解界面电解液浸润均匀，分容后拆解界面未出现析锂现象界面良好；因此判断注液量X为电芯内阻变化的转折点，注液量至少满足X才能保证电芯性能又能最大限度提升质量能量密度；
S8：对另外一款电芯B进行同样的内阻判定方式，由此判断其注液量Y为其合适注液量；本电池注液量的判定方式适用于不同类型电芯。
本发明通过锂离子电芯的内阻来判定电解液量，有效利用电芯内阻与电解液于电芯内部浸润的相关性，电池内阻变化的转折点来判断电解液量的转折点，不会破坏电池且可信度高，是一种简单易行的判定方式。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.一种锂离子电池注液量的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将待注液合格电芯划分为多组，并进行标记；
（2）固定电池最低注液量，对注液量进行梯度增加设计，具体梯度组别与电芯组别数量一致并进行对应；
（3）对电芯进行注液工步，保证每组电芯实际注液量达到设计注液量要求；
（4）按照电芯制作工序进行老化、化成工步，并对化成后电芯进行内阻数据采集和记录；
（5）按照电芯制作工序进行分容工序，分容后电芯进行内阻数据采集并记录；
（6）跟据不同组别电芯的内阻数据进行分析，确定可以满足电芯的合适注液量。
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