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CN101673850A - 一种测量锂离子电池预充电时产气量的方法及装置 - Google Patents

一种测量锂离子电池预充电时产气量的方法及装置 Download PDF

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CN101673850A CN200810216077A CN200810216077A CN101673850A CN 101673850 A CN101673850 A CN 101673850A CN 200810216077 A CN200810216077 A CN 200810216077A CN 200810216077 A CN200810216077 A CN 200810216077A CN 101673850 A CN101673850 A CN 101673850A
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CN200810216077A
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曹明元
唐联兴
王驰伟
唐红辉
袁德勇
孔瑞
吴凤兰
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Shenzhen Bak Battery Co Ltd
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Shenzhen Bak Battery Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种测量锂离子电池预充电时产气量的方法及装置，该方法包括以下步骤：a)将注入了电解液的电池放入盛有液体的容器中，记录容器中液体的液面位置；b)对电池进行预充电，记录预充电后容器中液体的液面位置；c)根据前后液面位置，计算出电池的产气量。所述步骤b)中还记录液体液面位置停止变化的时间。该装置包括盛放液体的密封容器，所述密封容器包括容器瓶体和密封瓶塞，容器瓶体上设有记录液体液面位置的刻度，密封容器上还设有电连接件连接待检验的锂离子电池。本发明通过简单的方法测量电池在预充电过程中的产气量，实现了对电解液的产气性能的定量分析。测量设备结构简单，实现容易，可以用于对电解液体系的优选工作。

Description

一种测量锂离子电池预充电时产气量的方法及装置
技术领域
本发明涉及电池制造领域，具体是涉及一种测量锂离子电池预充电时产气量的方法及装置。
背景技术
现有技术在锂离子电池的生产制造中需对电池进行预充。在电池的预充过程中，会产生气体，这些气体是电解液溶剂在负极上形成SEI膜的过程中产生的，电解液体系中溶剂组分EC、DMC、EMC等在一定电位下发生还原分解，生成CO2、CH4等气体。不同的溶剂产生的气体成分不同，产气的规律也不同。电池预充时产生的气体对电池的电化学性能、安全性能等都会产生影响。因此，研究电解液溶剂体系对锂离子电池预充产气影响具有较大的理论和实际意义。
目前，对电解液性能的检测主要是通过测试电池性能进行，没有一种简单合理的方法来评价电解液体系对预充产气的影响。不同电解液溶剂成份在预充形成SEI膜的过程中生成气体的机理是不同的，所以采用不同溶剂成份的电解液体系的电池在预充时产气量是不同的，现有技术不能对此作出准确衡量和分析。
发明内容
本发明的一个目的就是克服以上缺陷，提出一种测量锂离子电池预充电时产气量的方法，方法简单，测量准确。
本发明的另一目的是提出一种测量锂离子电池预充电时产气量的装置。
本发明的又一目的是提出一种检验锂离子电池电解液体系对预充电产气影响的方法，从而分析电解液成分不同对预充电产气的影响。
本发明的测量锂离子电池预充电时产气量的方法是通过以下技术方案予以实现的。
这种测量锂离子电池预充电时产气量的方法的特点在于，包括以下步骤：a)将注入了电解液的电池放入盛有液体的容器中，记录容器中液体的液面位置；b)对电池进行预充电，记录预充电后容器中液体的液面位置；c)根据前后液面位置，计算出电池的产气量。
所述容器为密封容器。
所述密封容器上还设有带刻度的试管，通过试管上的刻度来记录液体的液面位置。
所述步骤b)中还记录液体液面位置停止变化的时间。
本发明的测量锂离子电池预充电时产气量的装置是通过以下技术方案予以实现的。
这种测量锂离子电池预充电时产气量的装置的特点在于，包括盛放液体的密封容器，所述密封容器包括容器瓶体和密封瓶塞，容器瓶体上设有记录液体液面位置的刻度，密封容器上还设有电连接件连接待检验的锂离子电池。
所述密封容器上还设有试管，所述试管与所述容器瓶体连通，所述记录液体液面位置的刻度位于试管上。
本发明的检验锂离子电池电解液体系对预充电产气影响的方法是通过以下技术方案予以实现的。
这种检验锂离子电池电解液体系对预充电产气影响的方法的特点在于，包括以下步骤：a)配置多个电解液体系，分别注入电芯内并封口；b)将注入了电解液的电池分别放入盛有液体的容器中，记录容器中液体的液面位置；c)对电池进行预充电，记录预充电后容器中液体的液面位置；d)根据前后液面位置，计算出每个电池的产气量。
所述容器为密封容器。
所述密封容器上还设有带刻度的试管，通过试管上的刻度来记录液体的液面位置。
所述步骤c)中还记录液体液面位置停止变化的时间。
本发明与现有技术对比所具有的有益效果是：通过简单的方法测量电池在预充电过程中的产气量，提供定量分析数据。测量设备结构简单，实现容易。提出了一种考察电解液性能的手段，实现了对电解液的产气性能的定量分析，帮助科学合理地评价电解液体系不同对预充电过程中产气的影响，从而可以用于对电解液体系的优选工作。
附图说明
图1是具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种测量锂离子电池预充电时产气量的装置，包括一密封容器，密封容器包括容器瓶体1、密封瓶塞5，容器瓶体1上还设有与其连通的玻璃试管3。容器瓶体1与玻璃试管3内盛装有非挥发性液体2，液体2在瓶体1与试管2内与外界隔离密封，防止蒸发。玻璃试管3上设有刻度，可以读取液体2的液面位置变化。密封瓶塞5上设有导线接口，当待检验的锂离子电池6放入容器瓶体1内时，用于连接电源与电池6的正负极。
不同电解液溶剂成份在预充形成SEI膜的过程中生成气体的机理是不同的，所以采用不同溶剂成份电解液体系的电池在预充时产气量是不同的。预充产生气体时，电池的体积会膨胀，密封容器内液体液面也随之上升，可以反映在玻璃试管3的刻度变化上。通过读取不同时刻玻璃试管3上的液面对应刻度即可得出不同电解液体系的产气量变化。通过对试验获取的产气量数据进行处理，即可得出不同电解液体系对电池预充产气量及产气规律的影响。
以上装置的使用方法包括以下步骤：a)将注入了电解液的电池6放入盛有液体的容器瓶体1中，电池6通过导线4与密封容器外部电连通，记录玻璃试管3上的液体的液面位置；b)通过导线4对电池6进行预充电，记录预充电后玻璃试管3上液体的液面位置，并记录液体液面位置停止变化所花费的时间；c)根据前后液面位置、玻璃试管的截面积，计算出电池6的产气量。
采用以上方法和装置来检验锂离子电池电解液体系对预充电产气影响的一个实施过程如下。
电池的正极采用钴酸锂，负极采用天然改性石墨，按照不同溶剂成份配置6个方案的电解液体系，具体成分如下：
E-1：溶剂：EC+EMC，溶质：LiPF6；
E-2：溶剂：EC+DEC，溶质：LiPF6；
E-3：溶剂：EC+DMC，溶质：LiPF6；
E-4：溶剂：EC+EMC，溶质：LiPF6，添加剂：VC；
E-5：溶剂：EC+EMC，溶质：LiPF6，添加剂：PS；
E-6：溶剂：EC+EMC，溶质：LiPF6，添加剂：VC+PS。
采用上述体系分别制作某型号的电池，共6只，并完成注液封口工艺。利用上述装置和方法，测试不同电池的预充产气量。电池预充时都采用0.1C电流充至4.2V。试验结果如下：
E-1：预充产气量2.9ml，产气完毕时间250min；
E-2：预充产气量2.5ml，产气完毕时间290min；
E-3：预充产气量3.1ml，产气完毕时间350min；
E-4：预充产气量1.2ml，产气完毕时间140min；
E-5：预充产气量1.4ml，产气完毕时间120min；
E-6：预充产气量0.8ml，产气完毕时间140min。
从上述测量结果可以看出不同溶剂成份产气量的差别，以及添加剂对产气的明显抑制作用，该方法为需求更合适的电解液体系提出了一种优选依据。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种测量锂离子电池预充电时产气量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将注入了电解液的电池放入盛有液体的容器中，记录容器中液体的液面位置；
b)对电池进行预充电，记录预充电后容器中液体的液面位置；
c)根据前后液面位置，计算出电池的产气量。
2.如权利要求1所述的测量锂离子电池预充电时产气量的方法，其特征在于：所述容器为密封容器。
3.如权利要求2所述的测量锂离子电池预充电时产气量的方法，其特征在于：所述密封容器上还设有带刻度的试管，通过试管上的刻度来记录液体的液面位置。
4.如权利要求3所述的测量锂离子电池预充电时产气量的方法，其特征在于：所述步骤b)中还记录液体液面位置停止变化的时间。
5.一种测量锂离子电池预充电时产气量的装置，其特征在于：包括盛放液体的密封容器，所述密封容器包括容器瓶体和密封瓶塞，容器瓶体上设有记录液体液面位置的刻度，密封容器上还设有电连接件连接待检验的锂离子电池。
6.如权利要求5所述的测量锂离子电池预充电时产气量的装置，其特征在于：所述密封容器上还设有试管，所述试管与所述容器瓶体连通，所述记录液体液面位置的刻度位于试管上。
7.一种检验锂离子电池电解液体系对预充电产气影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)配置多个电解液体系，分别注入多个电芯内并封口；
b)将注入了电解液的电池分别放入盛有液体的容器中，记录容器中液体的液面位置；
c)对电池进行预充电，记录预充电后容器中液体的液面位置；
d)根据前后液面位置，计算出每个电池的产气量。
8.如权利要求7所述的检验锂离子电池电解液体系对预充电产气影响的方法，其特征在于：所述容器为密封容器。
9.如权利要求8所述的检验锂离子电池电解液体系对预充电产气影响的方法，其特征在于：所述密封容器上还设有带刻度的试管，通过试管上的刻度来记录液体的液面位置。
10.如权利要求9所述的检验锂离子电池电解液体系对预充电产气影响的方法，其特征在于：所述步骤c)中还记录液体液面位置停止变化的时间。
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