CN109358234A - 一种极片电阻电导率测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种极片电阻电导率测试方法,其方法包括:在待测极片电阻的同一位置下,采用N个不同正向压强参数进行测试,以获得待测极片电阻在每个正向压强参数下的测试电阻值趋于稳定的N个第一相对时间;将获得的N个第一相对时间的最大值作为待测极片电阻共同趋于稳定的第二相对时间;在同一位置,根据M个不同的正向压强参数以及第二相对时间,采集待测极片电阻在不同正向压强参数下的M个电导率值;根据M个电导率值获取在该位置下的最佳电导率以及其相应的参考正向压强参数;在不同位置,根据参考正向压强参数以及第二相对时间,采集待测极片电阻在不同位置的电导率,计算不同位置下电导率的RSD%。基于本发明,可测得不同位置的电导率的RSD%。
Description
技术领域
本发明涉及极片工艺应用领域,尤其涉及一种极片电阻电导率测试方法。
背景技术
锂离子电池充放电过程中,电池极片内部存在锂离子和电子的传输,其中 锂离子通过电极孔隙内填充的电解液传输,而电子主要通过固体颗粒,特别是 导电剂组成的三维网络传导至活物质颗粒或电解液界面参与电极反应;电子的 传导特性对电池性能影响大,主要影响电池的倍率性能;而电池极片中,影响电 导率的主要因素包括箔基材与涂层的结合界面情况,导电剂分布状态,颗粒之 间的接触状态等;通过电池极片的电导率能够判断极片电阻中微观结构的均匀 性,预测电池的性能。
现有技术中已有公开了解决相关问题的电阻测试仪(专利公开号:CN204903649U.二次电池极片电阻测试仪.),其主要是通过在不同正向压强参 数下测试获取电阻平均值和极片厚度平均值,属计算不同压强参数下的电阻率 作为极片工艺处理中的一类,但是此公开文件内容无法测得最佳电导率以及最 佳电导率对应的参考正向压强参数,也没有测得不同位置的电导率的RSD%。
发明内容
本发明实施例提供一种极片电阻电导率测试方法,可测得最佳电导率以及 最佳电导率对应的参考正向压强参数,并得到不同位置的准确的电导率的RSD%。
本发明公开了一种极片电阻电导率测试方法,所述方法包括:
S1:在待测极片电阻的同一位置下,采用N个不同正向压强参数进行测试, 以获得所述待测极片电阻在每个正向压强参数下的测试电阻值趋于稳定的N个 第一相对时间;其中,对于每个正向压强参数,每隔预定时间采集所述待测极 片电阻的测试电阻值,并根据采集的多个测试电阻值获得测试电阻值趋于稳定 的第一相对时间;
S2:将获得的N个第一相对时间的最大值作为所述待测极片电阻共同趋于 稳定的第二相对时间;
S3:在同一位置,根据M个不同的正向压强参数以及所述第二相对时间,采 集所述待测极片电阻在不同正向压强参数下的M个电导率值;根据所述M个电 导率值获取在该位置下的最佳电导率以及与所述最佳电导率相应的参考正向压 强参数;
S4:在不同位置,根据所述参考正向压强参数以及第二相对时间,采集所述 待测极片电阻在不同位置的电导率值,以计算出不同位置下的电导率的RSD%。
优选地,步骤S1中所述预定时间为100ms;所述测试电阻值为阻抗测试仪 的内阻R1、上下压头的总电阻R2和极片电阻R3三者之和。
优选地,所述对于每个正向压强参数,每隔预定时间采集所述待测极片电 阻的测试电阻值,并根据采集的多个测试电阻值获得测试电阻值趋于稳定的第 一相对时间,具体为:
S10:获取上下压头的总电阻R2,并放入待测极片电阻;
S11:在同一位置同一正向压强参数下测试,每隔100ms采集一个测试电阻 值,并将得到的测试电阻值与相对时间进行关联;
S12:计算得到当前测试电阻值与前一个测试电阻值的差值;
S13:若所得差值小于阈值,则将与当前测试电阻值关联的相对时间设置为 当前正向压强参数下的第一相对时间,否则返回步骤S12。
优选地,所述S3步骤具体为:
S30:在同一位置,用M个不同正向压强参数递推测试;
S31:获取上下压头的总电阻R2,放入极片电阻测试;
S32:在每个正向压强参数下,获取到达第二相对时间时采集的电阻值和厚 度值,同时算出相应电导率,以得到当前正向压强参数下的电导率数据;
S33:判断M个不同正向压强参数是否测试完毕;若是,执行步骤S34;若 否,则继续下一步骤S35;
S34:在一组M个电导率数据中查找出该位置的最佳电导率以及对应的参考 正向压强参数;
S35:更换正向压强参数,并返回S31。
优选地,所述S4步骤具体为:
S40:在Y个不同位置参数下,采用获取的参考正向压强参数进行测试;
S41:获取上下压头的总电阻R2,并放入极片电阻测试;
S42:等待共同趋于稳定的第二相对时间到达时采集电阻值和厚度值,同时 算出相应电导率,得到一组当前位置下的电导率数据;
S43:判断Y个不同位置参数是否测试完毕;若是,执行步骤S44;若否, 则继续下一步骤S45;
S44:对一组Y个电导率数据,计算出电导率的RSD%;
S45:更换位置参数,并返回S42。
优选地,所述阻抗测试仪的内阻R1获取的方法具体为:将阻抗测试仪的探 针短接,测量的电阻值就是阻抗测试仪的内阻R1;
所述上下压头的总电阻R2获取的方法具体为:将阻抗测试仪的探针分别与 上压头和下压头连接,上压头和下压头之间不安放极片电阻,上压头和下压头 接触导通,测量得到上压头和下压头的电阻值R2;
所述极片电阻的电阻值R3获取的方法具体为:将极片电阻安放在上压头和 下压头之间,上压头受到压力挤压极片电阻,读取测试仪的电阻减去阻抗测试 仪的内阻值R1和上压头和下压头总的电阻值R2,即可得到极片电阻的电阻R3。
优选地,上压头和下压头接触面积固定不变。
发明实施例提供的一种极片电阻电导率测试方法,可通过计算电阻值共同 趋于稳定的相对时间结合最佳电导率对应的参考正向压强参数对极片电阻的不 同位置进行测试,测得不同位置的准确的电导率的RSD%。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的 附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施 方式,
图1为本发明实施例提供的的一种极片电阻电导率测试方法的总流程图;
图2为图1中S1的具体流程图;图3为图1中S3的具体流程图;图4为 图1中S4的具体流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明第一实施例提供了一种极片电阻电导率测试方法,包括:
S1:在待测极片电阻的同一位置下,采用N个不同正向压强参数进行测试, 以获得所述待测极片电阻在每个正向压强参数下的测试电阻值趋于稳定的N个 第一相对时间;其中,对于每个正向压强参数,每隔预定时间采集所述待测极 片电阻的测试电阻值,并根据采集的多个测试电阻值获得测试电阻值趋于稳定 的第一相对时间;
S2:将获得的N个第一相对时间的最大值作为所述待测极片电阻共同趋于 稳定的第二相对时间;
S3:在同一位置,根据M个不同的正向压强参数以及所述第二相对时间,采 集所述待测极片电阻在不同正向压强参数下的M个电导率值;根据所述M个电 导率值获取在该位置下的最佳电导率以及与所述最佳电导率相应的参考正向压 强参数;
S4:在不同位置,根据所述参考正向压强参数以及第二相对时间,采集所述 待测极片电阻在不同位置的电导率值,以计算出不同位置下的电导率的RSD%。
其中,所述电导率是用来描述物质中电荷流动难易程度的参数,且电导率 σ的标准单位是西门子/米(简写做S/m),为电阻率ρ的倒数,即σ=1/ρ;当1安培电流通过物体的横截面并存在1伏特电压时,物体的电导就是1S;西门 子实际上等效于1安培/伏特;如果σ是电导(单位西门子),I是电流,E是 电压,则:σ=I/E;
通常,当电压保持不变时,这种直流电电路中的电流与电导成比例关系; 如果电导加倍,则电流也加倍;如果电导减少到它初始值的1/10,电流也会变 为原来的1/10。
本发明采用多种状态下的多次测量来获取最佳电导率和其RSD%,提高了测 量精度,减小了实验误差,更好地探寻其共同的物理规律,同时研究了其不同 状态下的物理量,为后研究提供可靠保障。
本发明实施例测得的极片电阻的电导率影响着全电池的电阻,且对电池的 倍率性能产生主要影响;通过测量极片电阻,可判断极片电阻中微观结构的均 匀性、极片电阻配方特性、材料性能及预测电池的性能;
进一步地,电池极片中,影响电导率的主要因素包括箔基材与涂层的结合 界面情况、导电剂分步状态、颗粒之间的接触状态等等。
优选地,步骤S1中所述预定时间为100ms;所述测试电阻值为阻抗测试仪 的内阻R1、上下压头的总电阻R2和极片电阻R3三者之和。
优选地,所述对于每个正向压强参数,每隔预定时间采集所述待测极片电 阻的测试电阻值,并根据采集的多个测试电阻值获得测试电阻值趋于稳定的第 一相对时间,具体为:
S10:获取上下压头的总电阻R2,并放入待测极片电阻;
S11:在同一位置同一正向压强参数下测试,每隔100ms采集一个测试电阻 值,并将得到的测试电阻值与相对时间进行关联;
S12:计算得到当前测试电阻值与前一个测试电阻值的差值;
S13:若所得差值小于阈值,则将与当前测试电阻值关联的相对时间设置为 当前正向压强参数下的第一相对时间,否则返回步骤S12。
具体流程图请参阅图2,所述步骤S11在本实施例中采集数量为50到200 个的测试电阻值,再将这些电阻值的差值与阈值相比较,最终得到一组稳定的 相对时间;其中,所述采集的多个测试电阻保证了所获得的第一相对时间的精 度。
优选地,所述S3步骤具体为:
S30:在同一位置,用M个不同正向压强参数递推测试;
S31:获取上下压头的总电阻R2,放入极片电阻测试;
S32:在每个正向压强参数下,获取到达第二相对时间时采集的电阻值和厚 度值,同时算出相应电导率,以得到当前正向压强参数下的电导率数据;
S33:判断M个不同正向压强参数是否测试完毕;若是,执行步骤S34;若 否,则继续下一步骤S35;
S34:在一组M个电导率数据中查找出该位置的最佳电导率以及对应的参考 正向压强参数;
S35:更换正向压强参数,并返回S31。
具体流程图请参阅图3,所述步骤S30在本实施例中最先使用压强参数M1 开始测试,再获取R2并采集电阻值和厚度值以获得相应电导率,待所有压强参 数测试完,便得到一组最佳电导率以及对应的参考正向压强参数;其中,所述M 个不同正向压强参数递推测试,减小了因压强参数不同而对电导率和其相对标 准偏差RSD%的影响。
优选地,所述S4步骤具体为:
S40:在Y个不同位置参数下,采用获取的参考正向压强参数进行测试;
S41:获取上下压头的总电阻R2,并放入极片电阻测试;
S42:等待共同趋于稳定的第二相对时间到达时采集电阻值和厚度值,同时 算出相应电导率,得到一组当前位置下的电导率数据;
S43:判断Y个不同位置参数是否测试完毕;若是,执行步骤S44;若否, 则继续下一步骤S45;
S44:对一组Y个电导率数据,计算出电导率的RSD%;
S45:更换位置参数,并返回S42。
具体流程图请参阅图4,所述步骤S41在本实施例中只需获取一次电阻R2, 且使用位置参数Y1开始进行测试,待所有位置参数测试完,便得到一组电导率 数据以及对应的相对标准偏差RSD%;其中,所述在Y个不同位置参数下进行测 试,减小了因压强参数不同而对电导率和其相对标准偏差RSD%的影响;
所述RSD为相对标准偏差,又称标准偏差系数、变异系数、变动系数等, 由标准偏差除以相应的平均值乘100%所得的值,并用于在检验检测工作中分析 结果的精密度,其计算公式(1)如下:
公式中S为标准偏差,是各个测量数据偏差的平方和除以数据个数减1的 平方根,其含有的对单个数据偏差平方,将较大的偏差突出地反映出来,所以 通过标准偏差能说明测量结果数据的离散程度;x为相应的平均值,是通过多 次测量的方法来得出一个准确的结果,所测量数据的算术平均值就能代表测量 结果总体的平均水平。
优选地,所述阻抗测试仪的内阻R1获取的方法具体为:将阻抗测试仪的探 针短接,测量的电阻值就是阻抗测试仪的内阻R1;
所述上下压头的总电阻R2获取的方法具体为:将阻抗测试仪的探针分别与 上压头和下压头连接,上压头和下压头之间不安放极片电阻,上压头和下压头 接触导通,测量得到上压头和下压头的电阻值R2;
所述极片电阻的电阻值R3获取的方法具体为:将极片电阻安放在上压头和 下压头之间,上压头受到压力挤压极片电阻,读取测试仪的电阻减去阻抗测试 仪的内阻值R1和上压头和下压头总的电阻值R2,即可得到极片电阻的电阻R3。
优选地,上压头和下压头接触面积固定不变。
进一步地,本发明实施例所述的极片电阻电导率测试方法可采用的极片电 阻仪具体包括:对于底涂集流体及相应膜片电阻都能有效测试并区别出来,为 后续的技术开发提供了有力保障;还可采用双平面可控压探头电阻法直接测量 极片整体电阻率,包括探针本身电阻、探针与涂层的接触电阻、涂层电阻、涂 层与集流体接触电阻,其微平级平整表面处理保证测量精度,具高精内阻分辨 率,自带校准模块,高硬度高电导率端子设计可提供耐久测试。
综上所述,本发明实施例提供的一种极片电阻电导率测试方法,可通过计 算电阻值共同趋于稳定的相对时间结合最佳电导率对应的参考正向压强参数对 极片电阻的不同位置进行测试,测得不同位置的准确的电导率的RSD%。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何 本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法 和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发 明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。以上所述仅为本发明的 较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明 的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种极片电阻电导率测试方法,其特征在于,包括:
S1:在待测极片电阻的同一位置下,采用N个不同正向压强参数进行测试,以获得所述待测极片电阻在每个正向压强参数下的测试电阻值趋于稳定的N个第一相对时间;其中,对于每个正向压强参数,每隔预定时间采集所述待测极片电阻的测试电阻值,并根据采集的多个测试电阻值获得测试电阻值趋于稳定的第一相对时间;
S2:将获得的N个第一相对时间的最大值作为所述待测极片电阻共同趋于稳定的第二相对时间;
S3:在同一位置,根据M个不同的正向压强参数以及所述第二相对时间,采集所述待测极片电阻在不同正向压强参数下的M个电导率值;根据所述M个电导率值获取在该位置下的最佳电导率以及与所述最佳电导率相应的参考正向压强参数;
S4:在不同位置,根据所述参考正向压强参数以及第二相对时间,采集所述待测极片电阻在不同位置的电导率值,以计算出不同位置下的电导率的RSD%。
2.根据权利要求1所述的极片电阻电导率测试方法,其特征在于,步骤S1中所述预定时间为100ms;所述测试电阻值为阻抗测试仪的内阻R1、上下压头的总电阻R2和极片电阻R3三者之和。
3.根据权利要求2所述的极片电阻电导率测试方法,其特征在于,所述对于每个正向压强参数,每隔预定时间采集所述待测极片电阻的测试电阻值,并根据采集的多个测试电阻值获得测试电阻值趋于稳定的第一相对时间,具体为:
S10:获取上下压头的总电阻R2,并放入待测极片电阻;
S11:在同一位置同一正向压强参数下测试,每隔100ms采集一个测试电阻值,并将得到的测试电阻值与相对时间进行关联;
S12:计算得到当前测试电阻值与前一个测试电阻值的差值;
S13:若所得差值小于阈值,则将与当前测试电阻值关联的相对时间设置为当前正向压强参数下的第一相对时间,否则返回步骤S12。
4.根据权利要求1所述的极片电阻电导率测试方法,其特征在于,所述S3步骤具体为:
S30:在同一位置,用M个不同正向压强参数递推测试;
S31:获取上下压头的总电阻R2,放入极片电阻测试;
S32:在每个正向压强参数下,获取到达第二相对时间时采集的电阻值和厚度值,同时算出相应电导率,以得到当前正向压强参数下的电导率数据;
S33:判断M个不同正向压强参数是否测试完毕;若是,执行步骤S34;若否,则继续下一步骤S35;
S34:在一组M个电导率数据中查找出该位置的最佳电导率以及对应的参考正向压强参数;
S35:更换正向压强参数,并返回S31。
5.根据权利要求1所述的极片电阻电导率测试方法,其特征在于,所述S4步骤具体为:
S40:在Y个不同位置参数下,采用获取的参考正向压强参数进行测试;
S41:获取上下压头的总电阻R2,并放入极片电阻测试;
S42:等待共同趋于稳定的第二相对时间到达时采集电阻值和厚度值,同时算出相应电导率,得到一组当前位置下的电导率数据;
S43:判断Y个不同位置参数是否测试完毕;若是,执行步骤S44;若否,则继续下一步骤S45;
S44:对一组Y个电导率数据,计算出电导率的RSD%;
S45:更换位置参数,并返回S42。
6.根据权利要求2所述的极片电阻电导率测试方法,其特征在于,
所述阻抗测试仪的内阻R1获取的方法具体为:将阻抗测试仪的探针短接,测量的电阻值就是阻抗测试仪的内阻R1;
所述上下压头的总电阻R2获取的方法具体为:将阻抗测试仪的探针分别与上压头和下压头连接,上压头和下压头之间不安放极片电阻,上压头和下压头接触导通,测量得到上压头和下压头的电阻值R2;
所述极片电阻的电阻值R3获取的方法具体为:将极片电阻安放在上压头和下压头之间,上压头受到压力挤压极片电阻,读取测试仪的电阻减去阻抗测试仪的内阻值R1和上压头和下压头总的电阻值R2,即可得到极片电阻的电阻R3。
7.根据权利要求6所述的极片电阻电导率测试方法,其特征在于,上压头和下压头接触面积固定不变。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190219 |