CN109738356A - 一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，涉及电池应用过程失效模式分析技术领域，包括以下步骤：在锂离子电池的负极与壳体之间串联电阻器，然后固定放置在温箱中，观察电池壳体状态，记录壳体发生腐蚀破损的时间，根据壳体材质、厚度计算壳体腐蚀速率。本发明可通过正交试验设计，获取不同环境温度、放置方式等条件下的电化学腐蚀速率，从而可有效估算出电池在不同负短情况下的壳体腐蚀并引起漏液的时间，在该结论支持下，可一方面评估电池在整个生命周期内的安全可靠性，优化产品设计，另一方面给予电池出厂检测手段提供一定的技术指导，以尽可能减小市场中由于电化学腐蚀漏液引起的故障比例，减少安全事故的发生。

Description

一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法

技术领域

本发明涉及电池应用过程失效模式分析技术领域，尤其涉及一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法。

背景技术

新能源汽车行业的迅速发展带来二次电池产业的爆发式增长，作为新能源汽车的核心部件—二次电池的销量和装车量也呈逐年上升的状态。即使一个优秀的电池企业也很难保证走向市场的产品不出现任何质量问题，面对市场上出现的各种由于电池失效引发的整车故障，电池企业不可避免要承担一定的压力，这也是新能源汽车行业在政策引导逐渐退出的环境下面临的巨大考验之一。

电池失效的一个比较常见也是风险等级较高的模式就是漏液。按原理进行区分，可大体分为物理方式和化学/电化学方式。物理方式一般由制造工艺控制不良和外部使用不当引起，一旦发生短时间内就会出现失效；化学/电化学方式一般由制成不良引起(包括电芯和pack过程)，即使发生了，短时间内也不会明显失效，这给故障排查带来了一定的迷惑和困扰。

目前针对负极壳体接触引发的电化学腐蚀问题，还没有一个较为系统的分析方式和结论。负极与壳体接触电阻多大才会引起腐蚀？不同的电阻腐蚀时间大约多久？温度对腐蚀速度有什么样的影响？电池在pack中的摆放方式差异对腐蚀快慢有怎样的影响？这些都是亟需研究的课题，只有在系统的分析结论支持下，才能一方面评估电池在整个生命周期内的安全可靠性，反馈给设计参考，另一方面给予电池出厂检测提供一定的指导，尽可能减小市场中由于电化学腐蚀漏液引起的故障，减少安全事故的发生。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，可通过正交试验设计，有效估算出电池在不同负短情况下的壳体腐蚀并引起漏液的时间，从而一方面评估电池在整个生命周期内的安全可靠性，优化产品设计，另一方面给予电池出厂检测手段提供一定的技术指导。

本发明提出的一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，包括以下步骤：在锂离子电池的负极与壳体之间串联电阻器，然后固定放置在温箱中，观察电池壳体状态，记录壳体发生腐蚀破损的时间t，根据壳体材质、壳体厚度d计算该材质的壳体腐蚀速率υ。

优选地，电阻器的电阻值选择0Ω、500Ω、1MΩ中的一种。

优选地，固定放置是根据电池形状进行放置；优选地，方形电池选择盖板朝上正立放置、盖板垂直于水平面侧立放置、盖板接触水平面平躺放置中的任意一种；优选地，圆柱形电池选择水平或垂直放置。

优选地，温箱内的温度为25-60℃。

优选地，壳体腐蚀速率υ＝t/d，其中，υ是一个与电池搁置的环境温度、搁置方式和负短程度(即负极和壳体之间串联电阻值大小)都相关的变量。

有益效果：本发明提出了一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，利用在电池的负极与壳体间串联一定阻值的电阻器器，并调整电池搁置的环境温度、放置方式，记录不同条件下电池外观出现腐蚀破损的时间，并以此计算出特定材质壳体在不同情况下的电化学腐蚀速率。该方法可通过正交试验设计，获取不同条件下的电化学腐蚀速率，从而可有效估算出电池在不同负短情况下的壳体腐蚀并引起漏液的时间，在该结论支持下，可一方面评估电池在整个生命周期内的安全可靠性，优化产品设计，另一方面给予电池出厂检测手段提供一定的技术指导，以尽可能减小市场中由于电化学腐蚀漏液引起的故障比例，减少安全事故的发生。

附图说明

图1为本发明提出的一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法的流程图。

具体实施方式

参照图1，为本发明提出的一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法的流程图，该方法包括以下步骤：

S1、在电池的负极与壳体之间串联一定阻值的电阻器，可选择0Ω、500Ω和1MΩ三个水平，通过焊接或者铆接方式连接；

S2、选取合适的温箱，调节好所需温度，可以选择25℃、45℃和60℃三个梯度；

S3、将电池采取不同的放置方式固定，置于对应的温箱内；方形电池可选择正立(盖板朝上)、侧放(盖板垂直于水平面)和平躺(盖板接触水平面)三种；圆柱形电池可选择水平和垂直方式两种；

S4、定期观察电池壳体状态，记录壳体发生腐蚀破损的时间t，并根据壳体材质、厚度d等计算出该材质的壳体的腐蚀速率υ；壳体腐蚀速率的计算方法为：υ＝t/d，其中，υ为特定材质壳体电池的电化学腐蚀速率，是一个与电池搁置环境温度、电池搁置方式和负短程度(即负极和壳体之间串联电阻值大小)相关的变量。

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本发明提出的一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，包括以下步骤：

S1、在电池的负极与壳体之间串联0Ω的电阻器，通过焊接或者铆接方式连接；

S2、选取合适的温箱，调节温箱内温度至25℃；

S3、将方形电池采取盖板朝上正立固定放置在温箱内；

S4、定期观察电池壳体状态，记录壳体发生腐蚀破损的时间t，并根据壳体材质、厚度d等计算出该材质的壳体的腐蚀速率υ，υ＝t/d。

实施例2

本发明提出的一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，包括以下步骤：

S1、在电池的负极与壳体之间串联500Ω的电阻器，通过焊接或者铆接方式连接；

S2、选取合适的温箱，调节温箱内温度至25℃；

S3、将方形电池采取盖板朝上正立固定放置在温箱内；

S4、定期观察电池壳体状态，记录壳体发生腐蚀破损的时间t，并根据壳体材质、厚度d等计算出该材质的壳体的腐蚀速率υ，υ＝t/d。

实施例3

本发明提出的一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，包括以下步骤：

S1、在电池的负极与壳体之间串联500Ω的电阻器，通过焊接或者铆接方式连接；

S2、选取合适的温箱，调节温箱内温度至45℃；

S3、将方形电池采取盖板垂直于水平面侧立固定放置在温箱内；

S4、定期观察电池壳体状态，记录壳体发生腐蚀破损的时间t，并根据壳体材质、厚度d等计算出该材质的壳体的腐蚀速率υ，υ＝t/d。

实施例4

本发明提出的一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，包括以下步骤：

S1、在电池的负极与壳体之间串联1MΩ的电阻器，通过焊接或者铆接方式连接；

S2、选取合适的温箱，调节温箱内温度至60℃；

S3、将方形电池采取盖板接触水平面平躺固定放置在温箱内；

S4、定期观察电池壳体状态，记录壳体发生腐蚀破损的时间t，并根据壳体材质、厚度d等计算出该材质的壳体的腐蚀速率υ，υ＝t/d。

实施例5

本发明提出的一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，包括以下步骤：

S1、在电池的负极与壳体之间串联1MΩ的电阻器，通过焊接或者铆接方式连接；

S2、选取合适的温箱，调节温箱内温度至45℃；

S3、将圆形电池采取水平方式固定放置在温箱内；

S4、定期观察电池壳体状态，记录壳体发生腐蚀破损的时间t，并根据壳体材质、厚度d等计算出该材质的壳体的腐蚀速率υ，υ＝t/d。

实施例6

本发明提出的一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，包括以下步骤：

S1、在电池的负极与壳体之间串联1MΩ的电阻器，通过焊接或者铆接方式连接；

S2、选取合适的温箱，调节温箱内温度至45℃；

S3、将圆形电池采取垂直方式固定放置在温箱内；

S4、定期观察电池壳体状态，记录壳体发生腐蚀破损的时间t，并根据壳体材质、厚度d等计算出该材质的壳体的腐蚀速率υ，υ＝t/d。

本发明通过调整电池搁置的环境温度、放置方式，记录不同条件下电池外观出现腐蚀破损的时间，并以此计算出特定材质壳体在不同情况下的电化学腐蚀速率，从而可有效估算出电池在不同负短情况下的壳体腐蚀并引起漏液的时间，在上述数据的支持下，可一方面评估电池在整个生命周期内的安全可靠性，优化产品设计，另一方面给予电池出厂检测手段提供一定的技术指导，以尽可能减小市场中由于电化学腐蚀漏液引起的故障比例，减少安全事故的发生。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，其特征在于，包括以下步骤：在锂离子电池的负极与壳体之间串联电阻器，然后固定放置在温箱中，观察电池壳体状态，记录壳体发生腐蚀破损的时间t，根据壳体材质、厚度d计算该材质的壳体腐蚀速率υ。

2.根据权利要求1所述的模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，其特征在于，电阻器的电阻值选择0Ω、500Ω、1MΩ中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，其特征在于，固定放置是根据电池形状进行放置；优选地，方形电池选择盖板朝上正立放置、盖板垂直于水平面侧立放置、盖板接触水平面平躺放置中的任意一种；优选地，圆柱形电池选择水平或垂直放置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，其特征在于，温箱内的温度为25-60℃。

5.根据权利要求1-4任一项所述的模拟电池负极壳体接触后引发电化学腐蚀的方法，其特征在于，壳体腐蚀速率υ＝t/d。