[發明專利]一種鋰離子二次電池電極極片的電解液浸潤性的測試方法

在審

• 申請號: 202110330629.2
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113188957A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 李先強;曾濤;秦紅蓮;薛有寶
• 申請（專利權）人: 力神動力電池系統有限公司
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

本發明公開了一種鋰離子二次電池電極極片的電解液浸潤性的測試方法，包括步驟：第一步，制得待測的鋰離子二次電池電極極片；第二步，配置鋰離子二次電池電解液；第三步，浸潤性測試：在恒定的濕度和溫度環境下，用兩塊帶刻度的光滑夾具將待測電極極片夾緊固定，然后將電極極片的一端插入電解液中，實時記錄在預設時長的浸潤時間后電極極片被電解液浸潤的面積，然后計算在單位時間內電極極片被電解液浸潤的面積，即計算待測電極極片的電解液浸潤率。本發明設計科學，利用電解液潤濕多孔電極極片的毛細原理，模擬在電池內部極片吸液情況，測量電解液潤濕電極極片的速率，從而對電極極片的電解液的浸潤性進行定量分析和比較，具有重大的實踐意義。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，特別是涉及一種鋰離子二次電池電極極片的電解液浸潤性的測試方法。

背景技術

鋰離子二次電池，因具有高能量密度、高工作電壓、長循環壽命和綠色環保等優點，被廣泛應用于手機、筆記本電腦和新能源汽車等各行各業。隨著市場對鋰離子二次電池能量密度、循環壽命和安全性的要求不斷提高，研究人員需要改進電池材料體系和合理優化電池的制備工藝。

鋰離子二次電池在工作時，鋰離子在正負極之間通過電解液進行穿梭，因此，電極極片的電解液浸潤性，對電池的容量和循環壽命至關重要。電解液浸潤性差的電極極片，在使用后會產生死區和鋰金屬析出現象，從而導致電池自放電，甚至鋰枝晶刺穿隔膜，使正負極短路，造成電池起火爆炸。

不同的電解液配方、正負極電極材料的組分、電極極片的壓實密度和極片的涂布碾壓工藝，對電解液的浸潤性優劣影響較大，快速地判斷電極極片的電解液浸潤性，有助于合理的電池設計和性能改善。

目前，常用的判斷電極極片的電解液浸潤性的方法包括以下方法：

1、測量電解液的粘度，間接評估電解液的浸潤性，但是該方法無法評估不同電極極片之間的電解液浸潤性差異；

2、測試電解液在電極極片上的接觸角，但是電解液在電極極片上的鋪開速度較快，需要使用高速攝像儀器記錄電解液在極片上的接觸角，測試成本和難度較高；

3、通過拆解注液后的電池，觀察電池中電解液的情況，來判斷電極極片的浸潤性，該方法的影響因素多，容易造成較大誤差；

4、將鋰離子二次電池的電極極片制成表面光滑平整的片狀樣品，作為測試基底，將電解液滴在極片上，利用半角法觀察極片的電解液浸潤性，該方法對設備和環境要求較高，測試難度大。

由于在實際鋰離子二次電池中，電解液主要是用過毛細作用浸潤電極極片，因而上述的測試方法中電解液浸潤極片的方式，與實際情況不符，因此，上述的測試方法不能準確地反映極片在電池中的吸液性。

因此，目前急需開發一種方法，其能夠快速準確地判斷鋰離子二次電池電極極片的電解液浸潤性優劣。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的技術缺陷，提供一種鋰離子二次電池電極極片的電解液浸潤性的測試方法。

為此，本發明提供了一種鋰離子二次電池電極極片的電解液浸潤性的測試方法，其包括以下步驟：

第一步，將電極漿料涂覆到箔材表面，經過輥壓、烘干、裁切處理后，制得待測的鋰離子二次電池電極極片；

第二步，配置鋰離子二次電池電解液；

第三步，浸潤性測試：在恒定的濕度和溫度環境下，用兩塊帶刻度的光滑夾具將待測電極極片夾緊固定，然后將電極極片的一端插入電解液中，實時記錄在預設時長的浸潤時間后電極極片被電解液浸潤的面積，然后計算在單位時間內電極極片被電解液浸潤的面積，即計算待測電極極片的電解液浸潤率。

優選地，在第一步中，電極極片的壓實密度PD的數值范圍，為1.0g/cm³～4.5g/cm³。