CN112630664A - 一种锂电池短路失效分析方法及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池制造领域,具体涉及一种锂电池短路失效分析方法,其包括如下步骤:提供一粉尘以及与粉尘相对应的分析参数,其中,分析参数包括粉尘的种类和粒径;将正极极片、隔膜和负极极片依次叠放,其中,粉尘设置在正极极片与隔膜之间,或者,粉尘设置在负极极片与隔膜之间;对正极极片和负极极片施加压力以压紧正极极片和负极极片;对正极极片和负极极片提供电压;调整压力和/或电压直到正极极片和负极极片短路;记录在该分析参数下粉尘短路时对应的压力和电压。通过重复上述步骤,则可以得出不同分析参数的粉尘在一定条件下短路的数据,由此,锂电池在安全验证中短路后,通过查询比对所记录的数据,则可以快速的查出是何种粉尘。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池制造领域,特别是一种锂电池短路失效分析方法及检测装置。
背景技术
在锂离子电池生产制造过程中,正极极片、负极极片上的粉尘脱落,可能会刺穿正负极极片之间的隔膜,并在高压下正负极极片通过粉尘形成回路,会导致电池短路而失效。现有的厂商会对锂电池进行安全验证,通过对锂电池施加压力以及接通高压,内部失效的锂电池则直接剔除。但是这样做不仅费时费力还浪费材料,而且因为在正负极片短接的时候会将粉尘燃烧掉,因此无法确定是什么粉尘,因而也无法找出产生这个粉尘的原因,有可能会导致下一批生产出来的锂电池依然具有这种粉尘。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种锂电池短路失效分析方法及检测装置,旨在测定出粉尘导致锂电池短路失效的数据。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:第一方面,提供一种锂电池短路失效分析方法,其包括:提供一粉尘以及与所述粉尘相对应的分析参数,其中,所述分析参数包括所述粉尘的种类和粒径;将正极极片、隔膜和负极极片依次叠放,其中,所述粉尘设置在所述正极极片与所述隔膜之间,或者,所述粉尘设置在所述负极极片与所述隔膜之间;对所述正极极片和所述负极极片施加压力以压紧所述正极极片和所述负极极片;对所述正极极片和所述负极极片提供电压;调整所述压力和/或所述电压直到所述正极极片和所述负极极片短路;记录在所述分析参数下所述粉尘短路时对应的所述压力和所述电压。
进一步地,所述调整所述压力和/或所述电压直到所述正极极片和所述负极极片短路包括:将所述压力调整至预设压力值;调增所述电压直到所述正极极片和所述负极极片短路。
进一步地,所述调整所述压力和/或所述电压直到所述正极极片和所述负极极片短路包括:将所述电压调整至预设电压值;调增所述压力直到所述正极极片和所述负极极片短路。
进一步地,所述调整所述压力和/或所述电压直到所述正极极片和所述负极极片短路包括:将所述压力调整至预设压力值,以及将所述电压调整至预设电压值;同步调增所述压力和所述电压直到所述正极极片和所述负极极片短路。
第二方面,提供一种锂电池短路失效分析的检测装置,其应用如第一方面所述的方法,其包括:第一导电压板、第二导电压板和驱动组件,第一导电压板用于与电压可调的电源连接;第二导电压板用于与所述电源连接,所述第二导电压板与所述第一导电压板相对设置;驱动组件与所述第一导电压板连接,以驱动所述第一导电压板朝向所述第二导电压板移动,其中,所述驱动组件的驱动力可调节以调整所述第一导电板和所述第二导电板之间的压力。
进一步地,所述驱动组件包括:气缸和推杆,推杆两端分别与所述气缸和所述第一导电压板连接,所述推杆受所述气缸驱动以推动所述第一导电压板朝向所述第二导电压板移动。
进一步地,还包括支架,其包括:连接板、第一固定板和第二固定板,第一固定板与所述连接板连接;其中,所述气缸安装在所述第一固定板上,所述推杆穿过所述第一固定板后与所述第一导电压板连接;第二固定板与所述第一导电压板相对设置,所述第二固定板与所述连接板连接;其中,所述第二导电压板安装在所述第二固定板与所述第一导电压板相对的面上。
进一步地,还包括第一绝缘板,其安装在所述推杆和所述第一导电压板之间。
进一步地,还包括第二绝缘板,其安装在所述第二固定板和所述第二导电压板之间。
进一步地,所述第一导电压板和所述第二导电压板由铜制成。
本发明的有益效果在于,通过将具有相应的分析参数的粉尘设置在依次叠放的正极极片、隔膜和负极极片之间,依次叠放的正极极片、隔膜和负极极片以模拟锂电池,通过对正极极片提供电压和压力,改变电压和\或压力直至正极极片和负极极片短路,记录下粉尘在该分析参数下正极极片和负极极片短路时对应的压力和电压。更换不同分析参数,即更换不同种类和大小的粉尘,重复上述步骤则可得到不同分析参数下粉尘短路的数据。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,附图中:
图1是本发明锂电池短路失效分析方法的流程示意图;
图2是本发明锂电池短路失效分析方法步骤S150一具体实施例流程图;
图3是本发明锂电池短路失效分析方法步骤S150另一具体实施例流程图;
图4是本发明锂电池短路失效分析方法步骤S150另一具体实施例流程图;
图5是本发明的整体结构示意图;
图6是将正极极片、隔膜、粉尘和负极极片叠放时的示意简图。
图中:1、第一导电压板;2、第二导电压板;3、驱动组件;31、气缸;32、推杆;4、支架;41、连接板;42、第一固定板;43、第二固定板;5、第一绝缘板;6、第二绝缘板;7、导线;8、正极极片;9、隔膜;10、负极极片;11、粉尘。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。
参见图1,本发明提供了一种锂电池短路失效分析方法,其包括如下步骤:
S110、提供一粉尘11以及与粉尘11相对应的分析参数,其中,分析参数包括粉尘11的种类和粒径;
S120、将正极极片8、隔膜9和负极极片10依次叠放,其中,粉尘11设置在正极极片8与隔膜9之间,或者,粉尘11设置在负极极片10与隔膜9之间;
S130、对正极极片8和负极极片10施加压力以压紧正极极片8和负极极片10;
S140、对正极极片8和负极极片10提供电压;
S150、调整压力和/或电压直到正极极片8和负极极片10短路;
S160、记录在该分析参数下粉尘11短路时对应的压力和电压。
通过将具有相应的分析参数的粉尘11设置在依次叠放的正极极片8、隔膜9和负极极片10之间,依次叠放的正极极片8、隔膜9和负极极片10以模拟锂电池,通过对正极极片8提供电压和压力,改变电压和\或压力直至正极极片8和负极极片10短路,记录下粉尘11在该分析参数下正极极片8和负极极片10短路时对应的压力和电压。更换不同分析参数,即更换不同种类和大小的粉尘11,重复上述步骤则可得到不同分析参数下粉尘11短路的数据。由此,在锂电池安全验证中,其所受条件为施加某一电压和某一压力时发生短路,通过比对所记录的数据,则可以快速的查出是何种粉尘11,由此可以追根溯源,查出粉尘11的源头,由此可以有针对性的对原料进行检查清洁。可有效地保证锂电池的生产效率和合格品率。
在其中一个实施例中,参见图2,步骤S150包括:
S151、将压力调整至预设压力值;
S152、调增电压直到正极极片8和负极极片10短路。
在具体实施例中,例如,提供的粉尘11种类为金属,粒径为32目,预设的压力值为20N,调增电压,每次调增1V,直至正极极片8和负极极片10短路,记录下在该32目的粉尘11在此20N压力值下短路时的所受的电压值。进一步地,只改变预设的压力值,如增大为21N或减小为19N,直至正极极片8和负极极片10短路,记录下该32目的粉尘11在21N或19N压力值下短路时的电压值。由此,如在锂电池进行安全验证时短路后,记录下短路时所受的压力值和电压值,与以上所记录的数据比对,则可以快速的找出是何种类和大小的粉尘11出现在锂电池内,则可以对原材料进行排查清洁。当然可以理解的是,也可以改变粉尘11的种类或粒径后再重复上述步骤,以测出不同种类或粒径的粉尘11在不同的压力或电压导致锂电池短路的数据。当然可以理解的是,粉尘11的种类也有可能是塑料或灰尘。
在其中一个实施例中,参见图3,步骤S150包括:
S153、将电压调整至预设电压值;
S154、调增压力直到正极极片8和负极极片10短路。
在具体实施例中,例如,提供的粉尘11种类为金属,粒径为32目,预设的电压值为20V,调增压力值,每次调增1N,直至正极极片8和负极极片10短路,记录下在该32目的粉尘11在此20V电压值下短路时的所受的压力值。进一步地,只改变预设的电压值,如增大为21V或减小为19V,直至正极极片8和负极极片10短路,记录下该32目的粉尘11在21V或19V电压值下短路时的压力值。由此,如在锂电池进行安全验证时短路后,记录下短路时所受的压力值和电压值,与以上所记录的数据比对,则可以快速的找出是何种类和大小的粉尘11出现在锂电池内,则可以对原材料进行排查清洁。当然可以理解的是,也可以改变粉尘11的种类或粒径后再重复上述步骤,以测出不同种类或粒径的粉尘11在不同的压力或电压导致锂电池短路的数据。
在其中一个实施例中,参见图4,步骤S150包括:
S155、将压力调整至预设压力值,以及将电压调整至预设电压值;
S156、同步调增压力和电压直到正极极片8和负极极片10短路。
在具体实施例中,例如,提供的粉尘11种类为金属,粒径为32目,预设的电压值为20V,预设压力值为20N,同步调增压力和电压,每次调增1V及1N,直至正极极片8和负极极片10短路,记录下在该32目的粉尘11在短路时的所受的电压值和压力值。由此,如在锂电池进行安全验证时短路后,记录下短路时所受的压力和电压,与以上所记录的数据比对,则可以快速的找出是何种类和大小的粉尘11出现在锂电池内,则可以对原材料进行排查清洁。当然可以理解的是,也可以改变粉尘11的种类或粒径后再重复上述步骤,以测出不同种类或粒径的粉尘11在不同的压力或电压导致锂电池短路的数据。
参见图5,本发明还提供一种锂电池短路失效分析的检测装置,其应用如上述的方法,其包括:第一导电压板1、第二导电压板2和驱动组件3,第一导电压板1用于与电压可调的电源连接;第二导电压板2用于与电源连接,第二导电压板2与第一导电压板1相对设置;驱动组件3与第一导电压板1连接,以驱动第一导电压板1朝向第二导电压板2移动,其中,驱动组件3的驱动力可调节以调整第一导电板和第二导电板之间的压力。
参见图5-6,通过将锂电池的正极极片8放置在第二导电压板2上,再将隔膜9放置在正极极片8上,再将负极极片10放置在隔膜9上,并将需要分析的粉尘11放在隔膜9和负极极片10之间,进一步地,启动驱动组件3,推动第一导电压板1朝向第二导电压板2移动,并将正极极片8、隔膜9、粉尘11和负极极片10压紧,再开启通过导线7与第一导电压板1和第二导电压板2连接的电源,调节驱动组件3驱动力以及电源电压直至短路。记录在此分析参数下的粉尘11导致正极极片8和负极极片10短路时所受压力值和电压值。重复上述步骤,并改变单一参数,如粉尘11的种类或粒径,即可测出不同分析参数的粉尘11导致正极极片8和负极极片10短路的不同数据。由此,在锂电池安全验证中,其所受条件为施加某一电压和某一压力时发生短路,通过查询所记录的数据与该所受条件比对,则可以快速的查出是何种粉尘11。
在其中一个实施例中,参见图5,驱动组件3包括:气缸31和推杆32,推杆32两端分别与气缸31和第一导电压板1连接,推杆32受气缸31驱动以推动第一导电压板1朝向第二导电压板2移动。在本实施例中,通过设置气缸31作为驱动组件3的动力源相对于采用电机作为动力源更加节约成本。并且,直接调节该气缸31连接的气压源的气压大小即可调节气缸31的压力。当然可以理解的是,如有需要,也可以设置电机作为驱动组件3的动力源。
在其中一个实施例中,参见图5,还包括支架4,支架4包括:连接板41、第一固定板42和第二固定板43,第一固定板42与连接板41连接;其中,气缸31安装在第一固定板42上,推杆32穿过第一固定板42后与第一导电压板1连接;第二固定板43与第一导电压板1相对设置,第二固定板43与连接板41连接;其中,第二导电压板2安装在第二固定板43与第一导电压板1相对的面上。实施本实施例,可将驱动组件3、第一导电压板1和第二导电压板2固定在支架4上,以使整个装置的一体性更好,便于移动整个装置。
在其中一个实施例中,参见图5,还包括第一绝缘板5,其安装在推杆32和第一导电压板1之间。在具体实施例中,为防止第一导电压板1通电后将电流传导至气缸31,对气缸31造成损伤,且也为防止支架4带电,避免发生安全事故,因此设置有该第一绝缘板5。通过设置该第一绝缘板5,可使第一导电压板1通电后仅其本身带电。
在其中一个实施例中,参见图5,还包括第二绝缘板6,其安装在第二固定板43和第二导电压板2之间。在具体实施例中,通过设置在第二绝缘板6,可使第二导电压板2通电后仅有其本身带电,避免安全事故的发生。
在其中一个实施例中,参见图5,第一导电压板1和第二导电压板2由铜制成。在具体实施例中,由于铜为导电性和性价比较高的材料,因此选用铜来制造第一导电压板1和第二导电压板2,以保证第一导电压板1和第二导电压板2的导电性能。
应当理解的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,对本领域技术人员来说,可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而所有这些修改和替换,都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种锂电池短路失效分析方法,其特征在于,包括:
提供一粉尘以及与所述粉尘相对应的分析参数,其中,所述分析参数包括所述粉尘的种类和粒径;
将正极极片、隔膜和负极极片依次叠放,其中,所述粉尘设置在所述正极极片与所述隔膜之间,或者,所述粉尘设置在所述负极极片与所述隔膜之间;
对所述正极极片和所述负极极片施加压力以压紧所述正极极片和所述负极极片;
对所述正极极片和所述负极极片提供电压;
调整所述压力和/或所述电压直到所述正极极片和所述负极极片短路;
记录在所述分析参数下所述粉尘短路时对应的所述压力和所述电压。
2.根据权利要求1所述的锂电池短路失效分析方法,其特征在于,所述调整所述压力和/或所述电压直到所述正极极片和所述负极极片短路包括:
将所述压力调整至预设压力值;
调增所述电压直到所述正极极片和所述负极极片短路。
3.根据权利要求1所述的锂电池短路失效分析方法,其特征在于,所述调整所述压力和/或所述电压直到所述正极极片和所述负极极片短路包括:
将所述电压调整至预设电压值;
调增所述压力直到所述正极极片和所述负极极片短路。
4.根据权利要求1所述的锂电池短路失效分析方法,其特征在于,所述调整所述压力和/或所述电压直到所述正极极片和所述负极极片短路包括:
将所述压力调整至预设压力值,以及将所述电压调整至预设电压值;
同步调增所述压力和所述电压直到所述正极极片和所述负极极片短路。
5.一种锂电池短路失效分析的检测装置,其特征在于,应用如权利要求1-4任一项所述的方法,其包括:
第一导电压板,其用于与电压可调的电源连接;
第二导电压板,其用于与所述电源连接,所述第二导电压板与所述第一导电压板相对设置;
驱动组件,其与所述第一导电压板连接,以驱动所述第一导电压板朝向所述第二导电压板移动,其中,所述驱动组件的驱动力可调节以调整所述第一导电板和所述第二导电板之间的压力。
6.根据权利要求5所述的锂电池短路失效分析的检测装置,其特征在于,所述驱动组件包括:
气缸;
推杆,其两端分别与所述气缸和所述第一导电压板连接,所述推杆受所述气缸驱动以推动所述第一导电压板朝向所述第二导电压板移动。
7.根据权利要求6所述的锂电池短路失效分析的检测装置,其特征在于,还包括支架,其包括:
连接板;
第一固定板,其与所述连接板连接;其中,
所述气缸安装在所述第一固定板上,所述推杆穿过所述第一固定板后与所述第一导电压板连接;
第二固定板,其与所述第一导电压板相对设置,所述第二固定板与所述连接板连接;其中,
所述第二导电压板安装在所述第二固定板与所述第一导电压板相对的面上。
8.根据权利要求7所述的锂电池短路失效分析的检测装置,其特征在于:还包括第一绝缘板,其安装在所述推杆和所述第一导电压板之间。
9.根据权利要求8所述的锂电池短路失效分析的检测装置,其特征在于:还包括第二绝缘板,其安装在所述第二固定板和所述第二导电压板之间。
10.根据权利要求5-9任一项所述的锂电池短路失效分析的检测装置,其特征在于:所述第一导电压板和所述第二导电压板由铜制成。
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