[發(fā)明專利]檢測電池內(nèi)部壓強的方法及電池內(nèi)部壓強檢測件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611194821.9
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106876817B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶亮;林曉斌;左華通
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州伯坦科技工程有限公司
• 主分類號: H01M10/48
• 分類號: H01M10/48;H01M10/42
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 王江成;楊燕霞

本發(fā)明涉及一種檢測電池內(nèi)部壓強的方法及電池內(nèi)部壓強檢測件。檢測方法為：在電池內(nèi)部空腔中設(shè)置一個內(nèi)部灌充有空氣的彈性密封體，電池在預(yù)充化成結(jié)束后，通過X射線透射檢測獲得彈性密封體的外徑大小，再計算出體積，通過氣體方程PV＝nRT計算獲得彈性密封體內(nèi)的氣體壓強，即為電池內(nèi)部的壓強值。電池內(nèi)部壓強檢測件包括設(shè)在電池內(nèi)部空腔中的彈性密封體，彈性密封體包括彈性壁及由彈性壁密封包圍而成的腔體，腔體中灌有產(chǎn)生的壓強值和電池內(nèi)部空腔中的壓強值相同的空氣。本發(fā)明能精確地對任何密閉電池內(nèi)部氣體壓強進行檢測，檢測方便，滿足規(guī)模化大批量生產(chǎn)的需求，從而最終能對鋰離子電池的電化學(xué)性能、安全性能和一致性進行有效的評估篩選。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動汽車動力電池制造領(lǐng)域，尤其涉及一種檢測電池內(nèi)部壓強的方法及電池內(nèi)部壓強檢測件。

背景技術(shù)

鋰離子電池從實際產(chǎn)業(yè)化到現(xiàn)在為止已經(jīng)有近二十年的歷史，作為一種新型的綠色高能環(huán)保動力型電池，具有能量密度高、使用周期長、無毒環(huán)保和方便回收利用等諸多優(yōu)點。目前來看鋰離子電池是最優(yōu)的儲能裝置，其優(yōu)點遠遠高于鉛酸、鎳氫等電池，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各領(lǐng)域，特別是近期和未來的新能源汽車方面，其需求量和發(fā)展幾乎呈直線上升趨勢。

鋰離子電池按外觀結(jié)構(gòu)可分為軟包結(jié)構(gòu)、方形金屬殼結(jié)構(gòu)、圓柱體結(jié)構(gòu)等幾種類型。其中，圓柱體電池具有高度成熟的自動化設(shè)備、技術(shù)生產(chǎn)成熟、安全性好、機械強度高等諸多優(yōu)點，已經(jīng)逐漸成為新能源汽車儲能電源的首選。但由于圓柱體電池本身體積較小，應(yīng)用在新能源汽車上需要的電池數(shù)量會很龐大，這就要求所使用的電池必須有極好的一致性和安全性能，這也是各大圓柱體鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)所必須面臨的問題。

圓柱體鋰離子電池生產(chǎn)過程中從封口開始一直保持密封狀態(tài)，不會像軟包、方形金屬殼電池那樣中間會有排氣過程。由于電池在預(yù)充化成過程中存在特有的電化學(xué)反應(yīng)，會產(chǎn)生乙烯、甲烷、乙烷等氣體，必然會導(dǎo)致圓柱體密封腔內(nèi)的壓強增高。正常情況下，不會對電池性能造成很大的負面影響，是允許這部分氣體和壓強存在的。但如果鋰離子電池在制造過程中出現(xiàn)工藝設(shè)計不合理、生產(chǎn)管控不到位等原因，就會造成圓柱體密封腔內(nèi)的氣體壓強偏高或者批量生產(chǎn)的電池之間壓強不均一等現(xiàn)象，最終會影響電池的安全和一致性，導(dǎo)致無法大批量成組使用。

目前對圓柱體電池內(nèi)部壓強的檢測還沒有切實有效的方法。可以嘗試的簡單方法有兩個：一個是通過測試單顆電池電化學(xué)性能來對電池內(nèi)部壓強進行評估；另一個方法是通過一種高精度的密閉壓力傳感器，將單顆電池進行破壞，通過壓力的微小變化來進行估算。但這兩種方法弊端太多，首先是無法精確有效地對電池內(nèi)壓進行檢測，其次是無法應(yīng)用到規(guī)模化的大批量生產(chǎn)中，因此這兩種方法都沒在鋰電行業(yè)被應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決電池內(nèi)部壓強的測試比較困難，原有的測試方法要么無法精確檢測電池內(nèi)壓要么是破壞性檢測，無法應(yīng)用到規(guī)模化的大批量生產(chǎn)中的技術(shù)問題；提供一種檢測電池內(nèi)部壓強的方法及電池內(nèi)部壓強檢測件，其能方便地實現(xiàn)對電池內(nèi)壓的檢測，檢測精確，滿足規(guī)模化大批量生產(chǎn)的需求。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：本發(fā)明檢測電池內(nèi)部壓強的方法為：首先在電池制作過程中在電池內(nèi)部空腔中設(shè)置一個內(nèi)部灌充有空氣的彈性密封體，電池在預(yù)充化成結(jié)束后，電池內(nèi)部壓強會增高，導(dǎo)致所述的彈性密封體形變收縮，此時通過X射線對電池進行透射檢測獲得彈性密封體的外徑大小，再計算出彈性密封體的體積，然后通過氣體方程PV＝nRT，其中，P為彈性密封體內(nèi)的氣體壓強，V為彈性密封體的體積，n為彈性密封體內(nèi)氣體物質(zhì)的量，R為氣體常數(shù)，T為氣體溫度，計算獲得彈性密封體內(nèi)的氣體壓強，即為電池內(nèi)部的壓強值。V為彈性密封體的體積，也就是彈性密封體內(nèi)氣體的體積；n為彈性密封體內(nèi)氣體物質(zhì)的量，即氣體的摩爾數(shù)；T為氣體溫度，也就是電池內(nèi)部空腔中的溫度。本技術(shù)方案中的氣體方程是和電池外界大氣壓作對比進行計算的，已知外界大氣壓壓強為1個大氣壓。因為彈性密封體是密封的，所以氣體方程中的n、R都是固定的，壓強通過除法比例計算獲得。本發(fā)明方便地實現(xiàn)對電池內(nèi)壓的檢測，檢測精確，滿足規(guī)模化大批量生產(chǎn)的需求。