[發明專利]一種快速確定電芯浸潤時間的方法

在審

• 申請號: 202111462123.3
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114156544A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 孫翠平;紀影;劉峰
• 申請（專利權）人: 天津市捷威動力工業有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 陳雅潔

本發明提供了一種快速確定電芯浸潤時間的方法，包括以下步驟：對電芯進行注液，注液完成后將電芯靜置；每隔一段時間對靜置的電芯測試阻抗，繪制電芯在不同靜置時間的阻抗譜；根據阻抗譜確定電芯在不同靜置時間的歐姆阻抗；根據歐姆阻抗隨時間的變化確定電芯浸潤時間。本發明所述的快速確定電芯浸潤時間的方法通過使用電化學工作站測試電芯注液后不同時間的阻抗譜，并提取阻抗譜中的歐姆阻抗進行對比，通過歐姆阻抗隨時間的變化來確定浸潤時間，是一種快速簡便的方法，無需對電芯進行破壞性拆解即可準確確定浸潤時間，電芯可重復利用，成本低，操作簡單，準確度高。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其是涉及一種快速確定電芯浸潤時間的方法。

背景技術

鋰離子電池注液后需要有一個電解液的浸潤過程，需要確定一個靜置時間。注液后靜置的目的是使電解液與電池正負極材料和隔膜充分浸潤。電解液對極片的浸潤，涉及到固、液、氣三相接觸。當把電解液注入芯包內部時，首先電解液要排出極片內部和極片間的空氣，之后電解液會附著在正負極活物質的表面，隨著時間的延續，會出現電解液浸潤極片、隔膜內電解液反向浸潤極片的現象，當靜置時間長到一定程度時，在表面張力的作用下，對極片的浸潤就達到一個平衡的狀態，可以進行下一步的充放電激活。由此可見，注液以后的浸潤時間既不能太長，太長會拉長制程時間，也不能太短，太短電芯界面不能達到均勻的狀態，電芯充電后會出現界面問題，所以確定一個合適的浸潤時間是電池制造工藝中的重要步驟。

在鋰離子電池的生產過程中，為了確定電芯注液后的浸潤時間，一般電池廠會拆解注液后靜置不同時間的電芯觀察電芯界面的變化，或者通過電芯充放電后的界面的拆解情況間接判定浸潤情況，電芯拆解是一種破壞性的實驗，會花費比較大的精力同時電芯拆解會浪費成本。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種快速確定電芯浸潤時間的方法，在不對電芯結構進行破壞或拆解的前提下，快速確認電芯最佳浸潤時間。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種快速確定電芯浸潤時間的方法，包括以下步驟：

(1)對電芯進行注液，注液完成后將電芯靜置；

(2)分別在t₀、t₁、t₂……t_n時刻對靜置的電芯測試阻抗，繪制電芯在不同靜置時間的阻抗譜；

(3)根據阻抗譜分別確定電芯在上述對應的歐姆阻抗R₀、R₁、R₂……R_n；

(4)根據歐姆阻抗隨時間的變化確定電芯浸潤時間，歐姆阻抗主要是指由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成，注液后，隨著時間的變化，電解液慢慢浸潤到極片和隔膜的內部，會引起歐姆阻抗的變化，直到浸潤完成，歐姆阻抗也不再變化，通過歐姆阻抗隨時間的變化來確定浸潤時間，是一種快速簡便的方法，歐姆阻抗基本不發生變化時的靜置時間確定為最佳浸潤時間；例如，當R_n+1-R_n≤10^-7Ω時，認為t_n為最佳浸潤時間。

進一步地，步驟(2)中分別對靜置時間為10min、1h、4h、6h、12h、16h、20h、24h、36h的電芯測試阻抗。

進一步地，步驟(2)的具體操作方法包括以下步驟：

通過電化學工作站對電芯測試阻抗，電化學工作站的頻率掃描范圍為0.02-1000Hz，振幅為5mV。

進一步地，阻抗譜以阻抗的實部為橫坐標，以阻抗的虛部為縱坐標。

進一步地，步驟(3)中歐姆阻抗的確定方法包括以下步驟：