CN110579569A - 一种电池中电解液保液量的计算方法 - Google Patents
一种电池中电解液保液量的计算方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110579569A CN110579569A CN201910866003.6A CN201910866003A CN110579569A CN 110579569 A CN110579569 A CN 110579569A CN 201910866003 A CN201910866003 A CN 201910866003A CN 110579569 A CN110579569 A CN 110579569A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- active material
- material layer
- volume
- electrode active
- positive electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及一种电池中电解液保液量的计算方法。所述计算方法包括:根据电池中正极极片上正极活性材料层的体积VA、负极极片上负极活性材料层的体积VC、隔膜的体积VS、铝塑膜剩余体积Vm和电解液密度ρE,计算出电解液保液量mE。本发明的方法可以更准确地得到电解液保液量的数据,将电芯体系循环风险及安全系数降低;且本发明克服了现有技术只能对单一确定组成的体系进行测试的缺陷,本发明的方法适用于不同的电池体系中,若使用的材料、设计信息、正负极活性物质比例发生改变,本发明仍旧适用,对于实际生产上的注液量具有一定的指导意义。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种电池中电解液保液量的计算方法。
背景技术
由于软包锂电池电解液保液量影响电池的电性能尤其是循环性能、安全性能、成本、外观,而现在软包锂电池市场上保液系数均通循环测试确定,体系多,型号多,每个体系、型号若通过循环测试确认保液系数,循环测试时间长,占用资源多,无法满足快速变化的市场需求,故需要一种理论方计算方法进行指导从而初步确认电解液使用量。
CN105787140A公开了一种通过测试极片、隔膜的孔隙率而计算保液量的方法。所述方法的缺点主要在于需要在每个体系基本定型后,并通过实验制备对应的极片、隔膜,才能确认体系的理论保液量,指导意义不足,所述方法只能粗略得进行电解液保液量的估算。
CN109326764A公开了一种锂离子电池电解液保有量精准化控制方法。锂离子电池电芯经前处理、一次变量注液、二次变量注液等工艺流程,通过测量电芯重量,排除因涂布厚度、面密度不同造成的电解液需求不同的影响,利用计算公式计算相对应的电解液总需求量。所述方法工艺复杂,无法进行工业化应用。
因此,本领域亟需一种新型电池中电解液保液量的计算方法,所述方法可以准确地得到电解液保液量的数据,将电芯体系循环风险及安全系数降低,且可以适用于不同的电池体系。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种电池中电解液保液量的计算方法,所述方法可以更准确地得到电解液保液量的数据,将电芯体系循环风险及安全系数降低。且本发明可以克服了现有技术只能对单一确定组成的体系进行测试的缺陷,本发明的方法适用于不同的电池体系中,若使用的材料、设计信息、正负极活性物质比例发生改变,本发明仍旧适用,具有指导意义。
本发明的目的之一在于提供一种电池中电解液保液量的计算方法,所述方法包括如下步骤:
(1)测试电池中正极极片上正极活性材料层的体积VA;
(2)测试负极极片上负极活性材料层的体积VC;
(3)测试隔膜的体积VS、铝塑膜剩余体积Vm和电解液密度ρE;
(4)根据得到的VA、VC、VS、Vm和ρE计算出电解液保液量mE。
本发明通过测试正极极片上正极活性材料层的体积VA、负极极片上负极活性材料层的体积VC、隔膜的体积VS、铝塑膜剩余体积Vm,确定体积的具体数值,结合电解液密度进一步得出软包电芯的理论保液量,且这些条件中一个或多个条件发生改变时仍能采用本发明的方法准确地计算出理论上的电解液保液量。
本发明包含了铝塑膜剩余体积可保留的电解液体积的计算,更全面的囊括了电解液保液量,更贴近实际,进一步提升了计算的准确性;本发明的方法得出的电解液保液量可指导实际生产上的注液量,能有效降低电解液的盲目注入,保证电池的循环性能及安全性能的同时能有效地降低生产的成本。
本发明中电解液保液量的计算方法适用于软包锂离子电池中电解液保液量的计算。
优选地,所述电解液保液量mE=(VA+VC+VS+Vm)×ρE。
优选地,所述电池中正极极片上正极活性材料层包括正极活性材料、正极粘结剂和导电剂。
优选地,所述电池中正极极片上正极活性材料层的体积VA的计算方法包括:测试正极活性材料层的平均密度CWA、正极活性材料层的压实密度PDA、正极活性材料层的长LA、正极活性材料层的宽WA和正极活性材料层的厚DA,得出正极极片上正极活性材料层的体积VA;
或,测试正极活性材料层的孔隙率PA、正极活性材料层的长LA、正极活性材料层的宽WA和正极活性材料层的厚DA,得出正极极片上正极活性材料层的体积VA。
本发明中既可以采用测试正极活性材料层的平均密度CWA的方法进行正极活性材料层的体积VA的计算,又可以通过测量正极活性材料层的孔隙率PA的方法进行正极活性材料层的体积VA的计算,本发明对于不同的电池体系,具有较强的适应性。
优选地,所述正极活性材料层的平均密度CWA的计算方法包括:测试正极活性物质占电池中所有粉体材料的比例PCTA、正极活性物质的真密度ρA、正极活性材料层中导电剂对应的真密度ρCa、导电剂占电池中所有粉体材料的比例PCTCa、正极粘结剂的真密度ρB和正极粘结剂占电池中所有粉体材料的比例PCTB,得出正极活性材料层的平均密度CWA。
优选地,所述电池中所有粉体材料包括正极活性物质、负极活性物质、导电剂、正极粘结剂、负极粘结剂和分散剂。
优选地,所述正极活性材料层的平均密度的计算方式为:CWA=1/(PCTA/ρA+PCTCa/ρCa+PCTB/ρB)。
优选地,所述正极极片上正极活性材料层体积的计算方式为:VA=(1-CWA/PDA)×LA×WA×DA;
或,VA=PA×LA×WA×DA。
优选地,所述电池中负极极片上负极活性材料层包括负极活性材料、负极粘结剂、导电剂和分散剂。
优选地,所述电池中负极极片上负极活性材料层的体积VC的计算方法包括:测试负极活性材料层的平均密度CWC、负极活性材料层的压实密度PDC、负极活性材料层的长LC、负极活性材料层的宽WC和负极活性材料层的厚DC,得出负极极片上负极活性材料层的体积VC;
或,测试负极活性材料层的孔隙率PC、负极活性材料层的长LC、负极活性材料层的宽WC和负极活性材料层的厚DC,得出负极极片上负极活性材料层的体积VC。
优选地,所述负极活性材料层的平均密度CWC的计算方法包括:测试负极活性物质占电池中所有粉体材料的比例PCTC、负极活性物质的真密度ρC、负极活性材料层中导电剂对应的真密度ρCa、导电剂占电池中所有粉体材料的比例PCTCa、负极粘结剂的真密度ρR、负极粘结剂占电池中所有粉体材料的比例PCTR、分散剂的真密度ρD、分散剂占电池中所有粉体材料的比例PCTD,得出负极活性材料层的平均密度CWC。
优选地,所述负极活性材料层的平均密度的计算方式为:CWC=1/(PCTC/ρC+PCTCa/ρCa+PCTR/ρR+PCTD/ρD)。
优选地,所述负极极片上负极活性材料层体积的计算方式为:VC=(1-CWC/PDC)×LC×WC×DC;
或,VC=PC×LC×WC×DC。
优选地,所述隔膜体积VS的计算方法包括:测量隔膜的长LS、宽WS、厚DS和隔膜孔隙率PS,得到隔膜体积VS。
优选地,所述隔膜体积的计算方式为VS=PS×LS×WS×DS。
优选地,所述铝塑膜剩余体积Vm的计算方法为:Vm=铝塑膜内体积-铝箔体积VAl-铜箔体积VCu-隔膜体积VS-正极极片上正极活性材料层的体积VA-负极极片上负极活性材料层的体积VC。
优选地,所述铝塑膜内体积=铝塑膜内坑长Lm×坑宽Wm×坑深Dm。
优选地,所述铝箔体积VAl=铝箔的长LAl×宽WAl×厚DAl。
优选地,所述铜箔体积VCu=铜箔的长LCu×宽WCu×厚DCu。
优选地,所述正极活性材料包括钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂和富锂锰中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述负极活性材料包括硅材料、锡基材料、中间相炭微球、硬炭、软碳、钛酸锂和锂金属中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述导电剂包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯和碳纤维VGCF中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述正极粘结剂为聚偏氟乙烯。
优选地,所述负极粘结剂包括丁苯橡胶、聚乙烯醇、丙烯酸树脂、聚四氟乙烯、聚氨酯、氟化橡胶、聚丙烯酸、LA132和LA133中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述分散剂为羧甲基纤维素。
优选地,所述隔膜为干法或湿法隔膜。
优选地,所述隔膜包括基膜、涂覆陶瓷涂层的基膜、涂覆PVDF涂层的基膜和涂覆PMMA涂层的基膜中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述涂覆陶瓷涂层的基膜中陶瓷涂层包括氧化铝涂层、氧化镁涂层和氧化硅涂层中的任意一种或至少两种的组合。
作为优选技术方案,本发明所述一种电池中电解液保液量的计算方法,包括如下步骤:
(1)测试正极活性物质占电池中所有粉体材料的比例PCTA、正极活性物质的真密度ρA、正极活性材料层中导电剂对应的真密度ρCa、导电剂占电池中所有粉体材料的比例PCTCa、正极粘结剂的真密度ρB和正极粘结剂占电池中所有粉体材料的比例PCTB,得出正极活性材料层的平均密度CWA=1/(PCTA/ρA+PCTCa/ρCa+PCTB/ρB),然后根据正极活性材料层的平均密度CWA、正极活性材料层的压实密度PDA、正极活性材料层的长LA、正极活性材料层的宽WA和正极活性材料层的厚DA,得出正极极片上正极活性材料层的体积VA=(1-CWA/PDA)×LA×WA×DA;
或,测试正极活性材料层的孔隙率PA、正极活性材料层的长LA、正极活性材料层的宽WA和正极活性材料层的厚DA,得出正极极片上正极活性材料层的体积VA=PA×LA×WA×DA,所述电池中所有粉体材料包括正极活性物质、负极活性物质、导电剂、正极粘结剂、负极粘结剂和分散剂;
(2)测试负极活性物质占电池中所有粉体材料的比例PCTC、负极活性物质的真密度ρC、负极活性材料层中导电剂对应的真密度ρCa、导电剂占电池中所有粉体材料的比例PCTCa、负极粘结剂的真密度ρR、负极粘结剂占电池中所有粉体材料的比例PCTR、分散剂的真密度ρD、分散剂占电池中所有粉体材料的比例PCTD,得出负极活性材料层的平均密度CWC=1/(PCTC/ρC+PCTCa/ρCa+PCTR/ρR+PCTD/ρD),然后根据负极活性材料层的平均密度CWC、负极活性材料层的压实密度PDC、负极活性材料层的长LC、负极活性材料层的宽WC和负极活性材料层的厚DC,得出负极极片上负极活性材料层的体积VC=(1-CWC/PDC)×LC×WC×DC;
或,测试负极活性材料层的孔隙率PC、负极活性材料层的长LC、负极活性材料层的宽WC和负极活性材料层的厚DC,得出负极极片上负极活性材料层的体积VC=PC×LC×WC×DC;
(3)测量隔膜的长LS、宽WS、厚DS和隔膜孔隙率PS,得到隔膜体积VS=PS×LS×WS×DS,铝塑膜内体积=铝塑膜内坑长Lm×坑宽Wm×坑深Dm,铝箔体积VAl=铝箔的长LAl×宽WAl×厚DAl,铜箔体积VCu=铜箔的长LCu×宽WCu×厚DCu,铝塑膜剩余体积Vm=铝塑膜内体积-铝箔体积VAl-铜箔体积VCu-隔膜体积VS-正极极片上正极活性材料层的体积VA-负极极片上负极活性材料层的体积VC;
(4)电解液保液量mE=(VA+VC+VS+Vm)×ρE。
相对于现有技术,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明充分考虑到导电剂、分散剂、粘结剂、活性物质的使用比例、用量、压实密度的改变对电芯保液量的影响,及软包锂电子电池除裸电芯外的剩余空间所保留下来的电解液对电芯保液量的影响,通过确定设计方案时正极材料、负极材料、导电剂、粘结剂、分散剂的种类、真密度、使用比例、用量、面密度和压实密度,以及箔材、隔膜和铝塑膜冲坑的尺寸,进而确定理论上的体积,结合电解液密度进一步得出软包电芯的理论保液量,更准确地得到电解液保液量的数据,将电芯体系循环风险及安全系数降低。若使用的材料、设计信息、正负极活性物质比例发生改变,本发明仍旧有指导意义。
(2)本发明包含了铝塑膜剩余体积可保留的电解液体积的计算,更全面得囊括了电解液保液量,更贴近实际;本发明理论上得出的电解液保液量可指导实际生产上的注液量,能有效降低电解液的盲目注入,保证电池的循环性能及安全性能的同时能有效地降低生产的成本。
附图说明
图1是本发明实施例1的保液系数循环曲线图;
图2是本发明实施例2的保液系数循环曲线图;
图3是本发明实施例3的保液系数循环曲线图。
具体实施方式
为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例1-5中电池中电解液保液量的计算方法,采用如下步骤:
(1)测试正极活性物质占电池中所有粉体材料的比例PCTA、正极活性物质的真密度ρA、正极活性材料层中导电剂对应的真密度ρCa、导电剂占电池中所有粉体材料的比例PCTCa、正极粘结剂的真密度ρB和正极粘结剂占电池中所有粉体材料的比例PCTB,得出正极活性材料层的平均密度CWA=1/(PCTA/ρA+PCTCa/ρCa+PCTB/ρB),然后根据正极活性材料层的平均密度CWA、正极活性材料层的压实密度PDA、正极活性材料层的长LA、正极活性材料层的宽WA和正极活性材料层的厚DA,得出正极极片上正极活性材料层的体积VA=(1-CWA/PDA)×LA×WA×DA;
(2)测试负极活性物质占电池中所有粉体材料的比例PCTC、负极活性物质的真密度ρC、负极活性材料层中导电剂对应的真密度ρCa、导电剂占电池中所有粉体材料的比例PCTCa、负极粘结剂的真密度ρR、负极粘结剂占电池中所有粉体材料的比例PCTR、分散剂的真密度ρD、分散剂占电池中所有粉体材料的比例PCTD,得出负极活性材料层的平均密度CWC=1/(PCTC/ρC+PCTCa/ρCa+PCTR/ρR+PCTD/ρD),然后根据负极活性材料层的平均密度CWC、负极活性材料层的压实密度PDC、负极活性材料层的长LC、负极活性材料层的宽WC和负极活性材料层的厚DC,得出负极极片上负极活性材料层的体积VC=(1-CWC/PDC)×LC×WC×DC;
(3)测量隔膜的长LS、宽WS、厚DS和隔膜孔隙率PS,得到隔膜体积VS=PS×LS×WS×DS,铝塑膜内体积=铝塑膜内坑长Lm×坑宽Wm×坑深Dm,铝箔体积VAl=铝箔的长LAl×宽WAl×厚DAl,铜箔体积VCu=铜箔的长LCu×宽WCu×厚DCu,铝塑膜剩余体积Vm=铝塑膜内体积-铝箔体积VAl-铜箔体积VCu-隔膜体积VS-正极极片上正极活性材料层的体积VA-负极极片上负极活性材料层的体积VC;
(4)电解液保液量mE=(VA+VC+VS+Vm)×ρE。
性能测试:
(1)电芯容量测试:将实施例和对比例的电池在25±2℃环境下于新威测试柜上进行测试,实施例1-2,4-7和对比例1的电压范围为3~4.4V,实施例3电压范围为3~4.2V,测试其首次放电比容量;
(2)电解液保液量和电解液保液系数测试:将实施例和对比例的电池在25±2℃环境下于新威测试柜上,实施例1-2,4-7和对比例1的电压范围为3~4.4V,实施例3电压范围为3~4.2V,电流密度为0.5C,进行电解液保液量和电解液保液系数测试,电解液保液系数=(电芯电解液注入量-电芯电解液抽出量)/电芯容量。
本发明实施例和对比例中正极活性材料层、负极活性材料层、铝箔、铜箔、隔膜和铝塑膜相关参数如表1和表2所示:
表1
正极活性材料层 | 负极活性材料层 | 铝箔 | 铜箔 | 隔膜 | 铝塑膜 | |
长(mm) | 323.2 | 329.9 | 370 | 360 | 392 | 91.5 |
宽(mm) | 89 | 90.5 | 89 | 90.5 | 92.3 | 37.8 |
厚(μm) | 52.2 | 65.3 | 12 | 6 | 12 | 2.55 |
表2
铝箔 | 铜箔 | 隔膜 | 铝塑膜 | |
体积(mL) | 0.40 | 0.20 | 0.87 | 8.82 |
实施例1正极活性材料层和负极活性材料层中正极活性材料、导电剂、正极粘结剂、负极活性材料、负极粘结剂和分散剂的相关参数如表3所示:
表3
实施例2正极活性材料层和负极活性材料层中正极活性材料、导电剂、正极粘结剂、负极活性材料、负极粘结剂和分散剂的相关参数如表4所示:
表4
实施例3正极活性材料层和负极活性材料层中正极活性材料、导电剂、正极粘结剂、负极活性材料、负极粘结剂和分散剂的相关参数如表5所示:
表5
实施例4正极活性材料层和负极活性材料层中正极活性材料、导电剂、正极粘结剂、负极活性材料、负极粘结剂和分散剂的相关参数如表6所示:
表6
实施例5正极活性材料层和负极活性材料层中正极活性材料、导电剂、正极粘结剂、负极活性材料、负极粘结剂和分散剂的相关参数如表7所示:
表7
根据实施例1-5计算得出的保液量计算结果如表8所示:
表8
图1-3为本发明实施例1-3的保液系数循环曲线,由图1中可以看出,本发明实施例1得到的保液系数为1.56g/Ah,与理论计算值相1.57g/Ah差较小,选取实际保液系数为1.52g/Ah的电池(与实施例1电芯材料相同,但是按照保液量为1.52g/Ah进行保液)进行性能对比;本发明实施例2得到的保液系数为1.56g/Ah,与理论计算值相1.58g/Ah差较小,选取保液系数为1.50g/Ah的电池(与实施例2电芯材料相同,但是按照保液量为1.50g/Ah进行保液)进行性能对比;本发明实施例3得到的保液系数为1.70g/Ah,与理论计算值相1.72g/Ah差较小,选取保液系数为1.66g/Ah的电池(与实施例3电芯材料相同,但是按照保液量为1.66g/Ah进行保液)进行性能对比;由图1-3可以看出,将电芯保液量控制在理论计算附近能有效满足常温0.5C充放电600~700周容量保持率大于80%循环寿命要求,而实际保液系数若低于理论保液系数0.05g/Ah及以上,的电芯,循环性能将完全无法得到保证,这证明了本发明理论计算得到的保液系数是有足够的参考意义。
同时,本发明实施例4和实施例5相对于实施例1分别进行了正极导电剂和负极粘结剂的调整,通过结果可以看出,电解液保液系数和保液量发生了变化,由此可以看出,在计算保液量和保液系数时,正极活性材料、导电剂、正极粘结剂、负极活性材料、负极粘结剂和分散剂皆是不可忽视的因素。
实施例6
与实施例1的区别在于,电解液保液量的计算过程中,正极极片上正极活性材料层的体积VA=正极活性材料层的长×宽×高,即不考虑导电剂、粘结剂和活性物质的影响。最终得到的电解液保液量mE=3.10g,电解液保液系数为1.63g/Ah。本实施例得到的电解液保液量和电解液保液系数与实施例1相比保液量高,电解液使用量大,造成成本增加。
实施例7
与实施例1的区别在于,电解液保液量的计算过程中,负极极片上负极活性材料层的体积VA=负极活性材料层的长×宽×高,即不考虑导电剂、分散剂、粘结剂和活性物质的影响。最终得到的电解液保液量mE=3.14g,电解液保液系数为1.65g/Ah。本实施例得到的电解液保液量和电解液保液系数与实施例1相比保液量高,电解液使用量大,造成成本增加。
对比例1
与实施例1的区别在于,电解液保液量的计算过程中,不考虑所述铝塑膜剩余体积Vm的影响。最终得到的电解液保液量mE=2.8g,电解液保液系数为1.48g/Ah。本实施例得到的电解液保液量和电解液保液系数与实施例1相比保液量少,保液系数低,无法保证循环。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种电池中电解液保液量的计算方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)测试电池中正极极片上正极活性材料层的体积VA;
(2)测试负极极片上负极活性材料层的体积VC;
(3)测试隔膜的体积VS、铝塑膜剩余体积Vm和电解液密度ρE;
(4)根据得到的VA、VC、VS、Vm和ρE计算出电解液保液量mE。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电解液保液量mE=(VA+VC+VS+Vm)×ρE。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述电池中正极极片上正极活性材料层包括正极活性材料、正极粘结剂和导电剂;
优选地,所述电池中正极极片上正极活性材料层的体积VA的计算方法包括:测试正极活性材料层的平均密度CWA、正极活性材料层的压实密度PDA、正极活性材料层的长LA、正极活性材料层的宽WA和正极活性材料层的厚DA,得出正极极片上正极活性材料层的体积VA;
或,测试正极活性材料层的孔隙率PA、正极活性材料层的长LA、正极活性材料层的宽WA和正极活性材料层的厚DA,得出正极极片上正极活性材料层的体积VA;
优选地,所述正极活性材料层的平均密度CWA的计算方法包括:测试正极活性物质占电池中所有粉体材料的比例PCTA、正极活性物质的真密度ρA、正极活性材料层中导电剂对应的真密度ρCa、导电剂占电池中所有粉体材料的比例PCTCa、正极粘结剂的真密度ρB和正极粘结剂占电池中所有粉体材料的比例PCTB,得出正极活性材料层的平均密度CWA;
优选地,所述电池中所有粉体材料包括正极活性物质、负极活性物质、导电剂、正极粘结剂、负极粘结剂和分散剂。
4.如权利要求1-3之一所述的方法,其特征在于,所述正极活性材料层的平均密度的计算方式为:CWA=1/(PCTA/ρA+PCTCa/ρCa+PCTB/ρB);
优选地,所述正极极片上正极活性材料层体积的计算方式为:VA=(1-CWA/PDA)×LA×WA×DA;
或,VA=PA×LA×WA×DA。
5.如权利要求1-4之一所述的方法,其特征在于,所述电池中负极极片上负极活性材料层包括负极活性材料、负极粘结剂、导电剂和分散剂;
优选地,所述电池中负极极片上负极活性材料层的体积VC的计算方法包括:测试负极活性材料层的平均密度CWC、负极活性材料层的压实密度PDC、负极活性材料层的长LC、负极活性材料层的宽WC和负极活性材料层的厚DC,得出负极极片上负极活性材料层的体积VC;
或,测试负极活性材料层的孔隙率PC、负极活性材料层的长LC、负极活性材料层的宽WC和负极活性材料层的厚DC,得出负极极片上负极活性材料层的体积VC;
优选地,所述负极活性材料层的平均密度CWC的计算方法包括:测试负极活性物质占电池中所有粉体材料的比例PCTC、负极活性物质的真密度ρC、负极活性材料层中导电剂对应的真密度ρCa、导电剂占电池中所有粉体材料的比例PCTCa、负极粘结剂的真密度ρR、负极粘结剂占电池中所有粉体材料的比例PCTR、分散剂的真密度ρD、分散剂占电池中所有粉体材料的比例PCTD,得出负极活性材料层的平均密度CWC。
6.如权利要求1-5之一所述的方法,其特征在于,所述负极活性材料层的平均密度的计算方式为:CWC=1/(PCTC/ρC+PCTCa/ρCa+PCTR/ρR+PCTD/ρD);
优选地,所述负极极片上负极活性材料层体积的计算方式为:VC=(1-CWC/PDC)×LC×WC×DC;
或,VC=PC×LC×WC×DC。
7.如权利要求1-6之一所述的方法,其特征在于,所述隔膜体积VS的计算方法包括:测量隔膜的长LS、宽WS、厚DS和隔膜孔隙率PS,得到隔膜体积VS;
优选地,所述隔膜体积的计算方式为VS=PS×LS×WS×DS。
8.如权利要求1-7之一所述的方法,其特征在于,所述铝塑膜剩余体积Vm的计算方法为:Vm=铝塑膜内体积-铝箔体积VAl-铜箔体积VCu-隔膜体积VS-正极极片上正极活性材料层的体积VA-负极极片上负极活性材料层的体积VC;
优选地,所述铝塑膜内体积=铝塑膜内坑长Lm×坑宽Wm×坑深Dm;
优选地,所述铝箔体积VAl=铝箔的长LAl×宽WAl×厚DAl;
优选地,所述铜箔体积VCu=铜箔的长LCu×宽WCu×厚DCu。
9.如权利要求1-8之一所述的方法,其特征在于,所述正极活性材料包括钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂和富锂锰中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述负极活性材料包括硅材料、锡基材料、中间相炭微球、硬炭、软碳、钛酸锂和锂金属中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述导电剂包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯和碳纤维VGCF中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述正极粘结剂为聚偏氟乙烯;
优选地,所述负极粘结剂包括丁苯橡胶、聚乙烯醇、丙烯酸树脂、聚四氟乙烯、聚氨酯、氟化橡胶、聚丙烯酸、LA132和LA133中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述分散剂为羧甲基纤维素;
优选地,所述隔膜为干法或湿法隔膜;
优选地,所述隔膜包括基膜、涂覆陶瓷涂层的基膜、涂覆PVDF涂层的基膜和涂覆PMMA涂层的基膜中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述涂覆陶瓷涂层的基膜中陶瓷涂层包括氧化铝涂层、氧化镁涂层和氧化硅涂层中的任意一种或至少两种的组合。
10.如权利要求1~9之一所述的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)测试正极活性物质占电池中所有粉体材料的比例PCTA、正极活性物质的真密度ρA、正极活性材料层中导电剂对应的真密度ρCa、导电剂占电池中所有粉体材料的比例PCTCa、正极粘结剂的真密度ρB和正极粘结剂占电池中所有粉体材料的比例PCTB,得出正极活性材料层的平均密度CWA=1/(PCTA/ρA+PCTCa/ρCa+PCTB/ρB),然后根据正极活性材料层的平均密度CWA、正极活性材料层的压实密度PDA、正极活性材料层的长LA、正极活性材料层的宽WA和正极活性材料层的厚DA,得出正极极片上正极活性材料层的体积VA=(1-CWA/PDA)×LA×WA×DA;
或,测试正极活性材料层的孔隙率PA、正极活性材料层的长LA、正极活性材料层的宽WA和正极活性材料层的厚DA,得出正极极片上正极活性材料层的体积VA=PA×LA×WA×DA,所述电池中所有粉体材料包括正极活性物质、负极活性物质、导电剂、正极粘结剂、负极粘结剂和分散剂;
(2)测试负极活性物质占电池中所有粉体材料的比例PCTC、负极活性物质的真密度ρC、负极活性材料层中导电剂对应的真密度ρCa、导电剂占电池中所有粉体材料的比例PCTCa、负极粘结剂的真密度ρR、负极粘结剂占电池中所有粉体材料的比例PCTR、分散剂的真密度ρD、分散剂占电池中所有粉体材料的比例PCTD,得出负极活性材料层的平均密度CWC=1/(PCTC/ρC+PCTCa/ρCa+PCTR/ρR+PCTD/ρD),然后根据负极活性材料层的平均密度CWC、负极活性材料层的压实密度PDC、负极活性材料层的长LC、负极活性材料层的宽WC和负极活性材料层的厚DC,得出负极极片上负极活性材料层的体积VC=(1-CWC/PDC)×LC×WC×DC;
或,测试负极活性材料层的孔隙率PC、负极活性材料层的长LC、负极活性材料层的宽WC和负极活性材料层的厚DC,得出负极极片上负极活性材料层的体积VC=PC×LC×WC×DC;
(3)测量隔膜的长LS、宽WS、厚DS和隔膜孔隙率PS,得到隔膜体积VS=PS×LS×WS×DS,铝塑膜内体积=铝塑膜内坑长Lm×坑宽Wm×坑深Dm,铝箔体积VAl=铝箔的长LAl×宽WAl×厚DAl,铜箔体积VCu=铜箔的长LCu×宽WCu×厚DCu,铝塑膜剩余体积Vm=铝塑膜内体积-铝箔体积VAl-铜箔体积VCu-隔膜体积VS-正极极片上正极活性材料层的体积VA-负极极片上负极活性材料层的体积VC;
(4)电解液保液量mE=(VA+VC+VS+Vm)×ρE。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910866003.6A CN110579569A (zh) | 2019-09-12 | 2019-09-12 | 一种电池中电解液保液量的计算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910866003.6A CN110579569A (zh) | 2019-09-12 | 2019-09-12 | 一种电池中电解液保液量的计算方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110579569A true CN110579569A (zh) | 2019-12-17 |
Family
ID=68811796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910866003.6A Pending CN110579569A (zh) | 2019-09-12 | 2019-09-12 | 一种电池中电解液保液量的计算方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110579569A (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111463398A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-07-28 | 宁波维科电池有限公司 | 一种预估电池100%soc状态下电芯注液量的方法 |
CN111740168A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-10-02 | 宁波维科电池有限公司 | 一种电池的制造方法 |
CN114122494A (zh) * | 2020-08-31 | 2022-03-01 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 锂离子电池 |
CN114221040A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-22 | 芜湖天弋能源科技有限公司 | 一种负极配方与电解液匹配性的简易判断方法 |
CN116093558A (zh) * | 2023-01-31 | 2023-05-09 | 湖北亿纬动力有限公司 | 电池注液量的确定方法 |
WO2023174344A1 (zh) * | 2022-03-15 | 2023-09-21 | 比亚迪股份有限公司 | 电池及用电设备 |
WO2024017064A1 (zh) * | 2022-07-19 | 2024-01-25 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池及用电装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102290557A (zh) * | 2011-07-19 | 2011-12-21 | 深圳邦凯新能源股份有限公司 | 锂离子电池电芯的注液工艺 |
CN105787140A (zh) * | 2014-12-22 | 2016-07-20 | 惠州Tcl金能电池有限公司 | 确定软包装锂离子电池电解液保有量和注液量的方法 |
CN109065766A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-21 | 曙鹏科技(深圳)有限公司 | 一种锂电池封装封头及防电化学腐蚀的封装方法 |
-
2019
- 2019-09-12 CN CN201910866003.6A patent/CN110579569A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102290557A (zh) * | 2011-07-19 | 2011-12-21 | 深圳邦凯新能源股份有限公司 | 锂离子电池电芯的注液工艺 |
CN105787140A (zh) * | 2014-12-22 | 2016-07-20 | 惠州Tcl金能电池有限公司 | 确定软包装锂离子电池电解液保有量和注液量的方法 |
CN109065766A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-21 | 曙鹏科技(深圳)有限公司 | 一种锂电池封装封头及防电化学腐蚀的封装方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
网友: "常用锂电参数计算公式", 《WWW.CBEA.COM/LDC/201811/934588.HTML》 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111463398A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-07-28 | 宁波维科电池有限公司 | 一种预估电池100%soc状态下电芯注液量的方法 |
CN111463398B (zh) * | 2020-03-16 | 2022-10-25 | 宁波维科电池有限公司 | 一种预估电池100%soc状态下电芯注液量的方法 |
CN111740168A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-10-02 | 宁波维科电池有限公司 | 一种电池的制造方法 |
CN111740168B (zh) * | 2020-05-25 | 2021-06-22 | 宁波维科电池有限公司 | 一种电池的制造方法 |
CN114122494A (zh) * | 2020-08-31 | 2022-03-01 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 锂离子电池 |
CN114221040A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-22 | 芜湖天弋能源科技有限公司 | 一种负极配方与电解液匹配性的简易判断方法 |
WO2023174344A1 (zh) * | 2022-03-15 | 2023-09-21 | 比亚迪股份有限公司 | 电池及用电设备 |
WO2024017064A1 (zh) * | 2022-07-19 | 2024-01-25 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池及用电装置 |
CN116093558A (zh) * | 2023-01-31 | 2023-05-09 | 湖北亿纬动力有限公司 | 电池注液量的确定方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110579569A (zh) | 一种电池中电解液保液量的计算方法 | |
CN110208716B (zh) | 电池及电池放电后负极极片中剩余活性锂容量的测试方法 | |
US20210305580A1 (en) | Electrodeposited copper foil and electrode, and lithium-ion secondary battery comprising the same | |
CN103199217B (zh) | 锂离子电池的富锂极片及其制备方法 | |
TWI715424B (zh) | 電解銅箔、電極及包含其之鋰離子電池 | |
CN111928805A (zh) | 一种硅基负极材料的膨胀率的测试分析方法 | |
CN114784228A (zh) | 二次电池及电子装置 | |
CN204067488U (zh) | 一种适用于锂离子电池正极集流体的微孔铝箔 | |
CN116742151A (zh) | 一种三电极结构及其制备方法和应用 | |
US11024898B2 (en) | Lithium-ion battery high temperature aging process | |
CN103560265A (zh) | 锂离子电池及其富锂阳极片及制备方法 | |
CN106483464B (zh) | 可再利用的非水电解液二次电池的分选方法 | |
CN115128467A (zh) | 一种锂电池负极容量的估算方法和装置 | |
CN109888171A (zh) | 电池正极片的处理方法 | |
CN116072854B (zh) | 一种电池 | |
JP2010102873A (ja) | 電池の製造方法 | |
CN115775865B (zh) | 一种锂离子电池 | |
CN111430658A (zh) | 电极极片和二次电池 | |
CN113433465B (zh) | 一种确定电池中电解液的注液量的方法 | |
CN115791909A (zh) | 一种硅碳材料膨胀度的检测方法 | |
CN114999577A (zh) | 一种锂离子电池理论保液量的计算方法 | |
CN111740168B (zh) | 一种电池的制造方法 | |
CN212161973U (zh) | 电极极片和二次电池 | |
CN115986057A (zh) | 一种降低三电极电池检测极化效应的方法 | |
CN113013378B (zh) | 一种正极极片及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191217 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |