CN113921892A - 一种锂离子电池电解液浸润判断方法 - Google Patents
一种锂离子电池电解液浸润判断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113921892A CN113921892A CN202111088920.XA CN202111088920A CN113921892A CN 113921892 A CN113921892 A CN 113921892A CN 202111088920 A CN202111088920 A CN 202111088920A CN 113921892 A CN113921892 A CN 113921892A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- lithium ion
- electrolyte
- ion battery
- infiltration
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 title claims abstract description 26
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011002 quantification Methods 0.000 abstract 1
- 238000000157 electrochemical-induced impedance spectroscopy Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000002795 fluorescence method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000032677 cell aging Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明提出了一种锂离子电池电解液浸润判断方法,包括如下内容:于固定温度下,对以注液的电池以固定频率进行阻抗测试并构筑电池EIS值随时间变化的曲线,依据所述曲线获取界面阻抗变化率以判断锂离子电池电解液浸润程度。本发明通过还原电池在实际生产中的状态,无任何外部因素干扰,对电芯无损,直接量化整个陈化过程,数据直观可靠,同时,测试操作简单,分析成本低,是一种非常实用的判定方法。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域,尤其涉及一种锂离子电池电解液浸润判断方法。
背景技术
目前,观察锂离子软包电池内部的电解液浸润状况的方法主要有荧光法、超声波检测、热传导。
荧光法是指在电解液中加入荧光剂,之后取不同浸润时间的电芯进行拆解,在特殊光源条件下观察电池材料表面发出的荧光强弱判断电解液对电池浸润的一致性。
目前所用的荧光法,需要对电池进行拆解,并且荧光的判断比较主观,不够准确,不能量化浸润结果,导致实验结果误差较大。
超声波检测法是利用声波在电芯未浸润区域处的内部空隙时衰减严重甚至无法穿透,能够接收到的超声波信号非常弱,对信号的强弱进行成像处理,从而判断电芯的浸润效果图。
超声波检测法需要使用专门的仪器设备,一般为了保证电解液浸润差异识别效果,需提高超声成像分辨率,从而需要配备不同频率探头,设备投入较高,会大大增加测试的分析成本,同时测试过程中不能够完全模拟电解液的实际浸润过程,缺少一定的权威性。
热传导法指的是利用电芯的热传导性与液态电解质于电芯内部浸润情况的相关性,利用红外热像仪采集电芯温度,通过锂离子电池内部温度梯度分布来判断电池的浸润状态。
热传导法在实际测量当中会改变电芯所处的恒温恒湿环境,同时如果在同一温度下搁置时间较长,电芯内部温场趋于稳定,对实现的测试结果具有很大的干扰,导致数据不准确,无法准确判断。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷,本发明提出了一种锂离子电池电解液浸润判断方法,相关检测设备简单,测试成本低,数据结果稳定可靠,可行度高。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种锂离子电池电解液浸润判断方法,包括如下内容:于固定温度下,对以注液的电池以固定频率进行阻抗测试并构筑电池EIS值随时间变化的曲线,依据所述曲线获取界面阻抗变化率以判断锂离子电池电解液浸润程度。
进一步地,所述测试频率为1次/小时,测量次数为45次。
进一步地,获取界面阻抗变化率的具体步骤如下:由电池EIS值随时间变化的曲线中拆解陈化过程中的每小时的界面阻抗以获取陈化过程中电芯界面阻抗的变化曲线,微分所述变化曲线获取界面阻抗变化率。
进一步地,所述注液过程具体如下:向待注液的电芯中注入100±0.1g电解液并对电池壳体进行密封。
进一步地,所述陈化过程具体如下:垂直设置所述电池于45±5℃的恒温箱内,所述电池的气袋口向上设置。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:通过还原电池在实际生产中的状态,无任何外部因素干扰,对电芯无损,直接量化整个陈化过程,数据直观可靠,同时,测试操作简单,分析成本低,是一种非常实用的判定方法。
附图说明
参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解,附图仅仅用于说明目的,而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中,相同的附图标记用于指代相同的部件。其中:
图1示意性显示了EIS(电化学阻抗谱)随时间变化曲线。
图2示意性显示了陈化45小时过程中电芯界面阻抗的变化。
图3示意性显示了界面阻抗变化率于陈化45小时过程中的变化。
具体实施方式
容易理解,根据本发明的技术方案,在不变更本发明实质精神下,本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此,以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明,而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
一种锂离子电池电解液浸润判断方法,包括如下步骤:
S1、注液:在待注液的电芯中注入100±0.1g电解液,并对电池壳体进行封口密封;
S2、陈化(浸润):将封口后的电芯置于45±5℃的恒温箱中,以垂直放置方式,气袋口朝上;
S3、测试:以电化学工作站对上述电池进行交流阻抗测试,测试频率为1次/小时,测量次数45次,得到如图1所示EIS(电化学阻抗谱)随时间变化曲线;
S4、判定:由上述EIS曲线图中拆解电池于陈化过程中的每小时的界面阻抗,得到陈化45小时过程中电芯界面阻抗的变化如图2所示,并对其进行一次微分,获得界面阻抗变化率如图3所示。
电芯浸润过程中的界面阻抗与电芯内部组件有着直接的对应关系,浸润区域与未浸润区域界面阻抗值较,从图1可以看出,第1圈的曲线相对第2圈更靠后,且随着陈化时间的延长,第2圈至第45圈EIS曲线逐渐合拢,重合,这也直接反映了电芯浸润的变化。
同时通过图2和图3,亦可以得到电芯陈化过程中电解液浸润过程的稳定状态以及变化速率。
整个测试过程可以于真正意义上还原电池在实际生产中的状态,且无任何外部因素干扰,对电芯无损,直接量化整个陈化过程,数据直观可靠,同时,测试操作简单,分析成本低,是一种非常实用的判定方法。
上述技术方案对任何结构(纽扣、软包以及铝壳)、任何堆叠方式(叠片和卷绕)的电芯都使用,同时也不受电解液种类影响,任何形状的电芯采用的此方法都视为与此方法相同。
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容,本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下,对上述实施例进行多种变形和修改,而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种锂离子电池电解液浸润判断方法,其特征在于,包括如下内容:于固定温度下,对以注液的电池以固定频率进行阻抗测试并构筑电池EIS值随时间变化的曲线,依据所述曲线获取界面阻抗变化率以判断锂离子电池电解液浸润程度。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液浸润判断方法,其特征在于,所述测试频率为1次/小时,测量次数为45次。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液浸润判断方法,其特征在于,获取界面阻抗变化率的具体步骤如下:由电池EIS值随时间变化的曲线中拆解陈化过程中的每小时的界面阻抗以获取陈化过程中电芯界面阻抗的变化曲线,微分所述变化曲线获取界面阻抗变化率。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液浸润判断方法,其特征在于,所述注液过程具体如下:向待注液的电芯中注入100±0.1g电解液并对电池壳体进行密封。
5.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液浸润判断方法,其特征在于,所述陈化过程具体如下:垂直设置所述电池于45±5℃的恒温箱内,所述电池的气袋口向上设置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111088920.XA CN113921892A (zh) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 一种锂离子电池电解液浸润判断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111088920.XA CN113921892A (zh) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 一种锂离子电池电解液浸润判断方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113921892A true CN113921892A (zh) | 2022-01-11 |
Family
ID=79235026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111088920.XA Pending CN113921892A (zh) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 一种锂离子电池电解液浸润判断方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113921892A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114769164A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-07-22 | 深圳可孚生物科技有限公司 | 一种自动化传感器筛选检测设备 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103721972A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-16 | 天津力神电池股份有限公司 | 一种聚合物锂离子电池的浸润方法 |
CN206388801U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-08-08 | 惠州Tcl金能电池有限公司 | 电池电解液浸润装置 |
CN110333461A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-10-15 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种曲折度表征电解液浸润性的方法 |
CN112763545A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-07 | 宁德新能源科技有限公司 | 锂离子电池eis的交流阻抗数据处理与解读的方法及电池测试设备 |
-
2021
- 2021-09-16 CN CN202111088920.XA patent/CN113921892A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103721972A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-16 | 天津力神电池股份有限公司 | 一种聚合物锂离子电池的浸润方法 |
CN206388801U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-08-08 | 惠州Tcl金能电池有限公司 | 电池电解液浸润装置 |
CN110333461A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-10-15 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种曲折度表征电解液浸润性的方法 |
CN112763545A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-07 | 宁德新能源科技有限公司 | 锂离子电池eis的交流阻抗数据处理与解读的方法及电池测试设备 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114769164A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-07-22 | 深圳可孚生物科技有限公司 | 一种自动化传感器筛选检测设备 |
CN114769164B (zh) * | 2022-04-14 | 2023-06-09 | 深圳可孚生物科技有限公司 | 一种自动化传感器筛选检测设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108963356B (zh) | 一种获取锂离子电池内部状态分布的装置及其方法 | |
Zhao et al. | State-of-charge and state-of-health estimation for lithium-ion battery using the direct wave signals of guided wave | |
Lyu et al. | SOH estimation of lithium-ion batteries based on fast time domain impedance spectroscopy | |
CN109856557A (zh) | 一种在线监控锂离子电池电化学阻抗测试方法 | |
CN113991198A (zh) | 一种锂离子电池电解液浸润检测方法 | |
CN105987855A (zh) | 电池电芯的水分测量方法 | |
CN113921892A (zh) | 一种锂离子电池电解液浸润判断方法 | |
You et al. | In-situ quantitative detection of irreversible lithium plating within full-lifespan of lithium-ion batteries | |
CN112903537A (zh) | 一种电芯浸润性的测试方法 | |
Sun et al. | Acoustic response characteristics of lithium cobaltate/graphite battery during cycling | |
CN115453389A (zh) | 一种锂离子电池析锂情况的快速无损检测方法 | |
Yi et al. | Estimation of NCM111/graphite acoustic properties under different lithium stoichiometry based on nondestructive acoustic in situ testing | |
Wang et al. | Cyclic aging monitoring of lithium-ion battery based on acoustic emission | |
CN113484784B (zh) | 一种基于两点阻抗老化特征的锂电池在线老化诊断方法 | |
CN107369862A (zh) | 一种锂离子电池陈化时间的测试方法 | |
CN201876093U (zh) | 可在线测定箱体内气体水分含量的真空烘箱 | |
CN116165279B (zh) | 复合绝缘子缺陷检测方法、装置、电子设备和存储介质 | |
CN109655098A (zh) | 二次电池电芯的失效分析方法 | |
CN115291122B (zh) | 一种基于超声反射图像获取锂离子电池内部信息的方法 | |
CN208297685U (zh) | 一种获取锂离子电池内部状态分布的无损检测装置 | |
Gasper et al. | Lithium loss, resistance growth, electrode expansion, gas evolution, and Li plating: Analyzing performance and failure of commercial large-format NMC-Gr lithium-ion pouch cells | |
CN104079241A (zh) | 一种电池组件pid的实验板及其测试方法 | |
CN207037043U (zh) | 一种可控温电池超声测试盒及测试*** | |
Lee et al. | Multiscale Imaging Techniques for Real‐Time, Noninvasive Diagnosis of Li‐Ion Battery Failures | |
Lao et al. | Battery Health Monitoring using Guided Wave Signal Features |
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: 20220111 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |