[發(fā)明專利]鋰離子電池內(nèi)部壓力檢測方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810053193.1
• 申請日: 2008-05-23
• 公開（公告）號: CN101281984A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金慧芬;高俊奎;滕彥梅;趙勇
• 申請（專利權(quán)）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: H01M10/38
• 分類號: H01M10/38;H01M10/40;H01M10/48;G01L11/00;G01F22/00
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王蘊華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池性能檢測方法及裝置，尤其涉及一種鋰離子電池內(nèi)部壓力檢測方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用，其安全性越來越受到人們的重視，鋰離子電池是一個密閉的反應(yīng)容器，在其加工、性能檢測及使用過程中的不同環(huán)境下由于內(nèi)部化學(xué)或物理作用而產(chǎn)生氣體，氣體的積聚會引發(fā)電池內(nèi)壓升高，因此要求安全閥的極限壓力設(shè)計必須在安全范圍內(nèi)，極限壓力值過高則電池內(nèi)部氣體不能及時排出而導(dǎo)致電池爆炸，造成安全事故，過低則又會導(dǎo)致電池過早失效，降低使用壽命。因此，精確測量電池內(nèi)部壓力非常必要。尤其目前人們模擬了電池在各種使用狀態(tài)下，圍繞溫度變化進(jìn)行了一系列安全檢測，如熱箱、過充、針刺、短路、擠壓等，在驗證電池安全性能方面起著重要作用，但這些檢測重點監(jiān)控了電池溫度變化，而對于電池內(nèi)部壓力的檢測卻少有精密有效的方法，公開號為CN1976109A的中國專利申請“鋰離子電池內(nèi)部壓力測定方法”公開的方法是在電池卷繞過程中加入壓感紙，然后解剖電池取出壓感紙，將壓感紙的顏色與常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對比，從而得知電池內(nèi)各部位的壓力及分布狀況。盡管能獲得有關(guān)電池內(nèi)部壓力的信息，但該方法只能定性分析并且存在滯后性；目前，鋰離子電池內(nèi)部壓力的大小依舊只能從電池安全閥有無打開來判斷，存在滯后性和不夠精確性。因此，實時了解電池內(nèi)部壓力變化，尤其對離子電池在化成、后處理、老化、高溫存儲及各種濫用測試過程中電池內(nèi)部壓力監(jiān)控，提供電池安全指示已成為行業(yè)關(guān)注問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于針對上述問題，提供一種鋰離子電池內(nèi)部壓力檢測方法及裝置，從而實現(xiàn)對鋰離子電池內(nèi)部壓力的實時、有效、精確的監(jiān)測，對改進(jìn)電池設(shè)計，消除安全隱患起到重要保證作用。

本發(fā)明的檢測原理是根據(jù)玻意耳定律，該定律的具體內(nèi)容是：在恒溫時，一定質(zhì)量的氣體壓力與其體積成反比關(guān)系，即壓力乘以體積等于常數(shù)，公式為：P₁V₁＝P₂V₂。此表示一定質(zhì)量的氣體壓力增加時，則會造成其體積的縮小。反之，當(dāng)一定質(zhì)量的氣體壓力減少時，則會造成其體積的增加。

根據(jù)上述原理，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種鋰離子電池內(nèi)部壓力檢測方法，其特征在于是根據(jù)玻意耳定律設(shè)定公式：P₀×V₀＝P₁×(V₀+ΔV)，溫度為常量；其中：P₀—電池內(nèi)部氣體壓力，V₀—電池內(nèi)部氣體在P₀壓力下的體積，P₁—大氣壓，ΔV—電池內(nèi)部氣體在大氣壓下體積的變化量，通過檢測ΔV、V₀計算出P₀；具體檢測步驟如下：

(1).測定電池內(nèi)部氣體體積的變化量ΔV，通過在電池底部鉆出直徑為1-2mm的小孔，將電池內(nèi)部氣體經(jīng)密封氣道排入處于大氣壓下的帶刻度量管的液體中，持續(xù)15-30s，直至氣體排放停止，此步驟中，根據(jù)液面讀取并記錄量管在通入氣體前后的讀數(shù)V1、V2，ΔV＝V2-V1；

(2).測定電池內(nèi)部氣體體積V₀，稱取由步驟(1)得到的停止排氣的電池的重量，精確到0.001g，記錄為W₀；然后，將整個電池浸入密度為ρ的電解液中，使其淹沒在液面下2-4cm；將電解液的環(huán)境抽真空，使電池內(nèi)的所有氣隙的氣體排出并填充入電解液，最后，從電解液中取出電池將其外表面的電解液清除干凈，再次稱取電池重量，精確到0.001g，記錄為W₁；計算電池內(nèi)部氣體體積V₀＝(W₁-W₀)/ρ；

(3).根據(jù)上述公式P₀×V₀＝P₁×(V₀+ΔV)，將大氣壓值及分別由步驟(1)、(2)得到的ΔV值和V₀值代入，即可算出電池內(nèi)部氣體壓力P₀。

一種實現(xiàn)上述檢測方法中檢測電池內(nèi)部氣體體積變化量ΔV的檢測裝置，其特征在于是由帶電池夾具的放氣管道、輸氣管、帶刻度的玻璃量管、三閥洗耳球、水槽及鐵架臺構(gòu)成；玻璃量管豎直固定在鐵架臺上，其下端插入水槽的水中、上端與三閥洗耳球連接；輸氣管一端插入玻璃量管下端口、另一端套裝在放氣管道的出氣口上，放氣管道的進(jìn)氣口通過電池夾具通至電池，上述連接均為氣密封連接。