电池电芯的水分测量方法技术

技术编号:13796249 阅读:197 留言:0更新日期:2016-10-06 15:02
本发明专利技术公开了一种电池电芯的水分测量方法,包括如下步骤:提供待测的电池电芯,并且对电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量,二者之差记为第一内部空间体积;在真空条件、保护气体氛围下,对电池电芯进行烘烤,接着对烘烤后的电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量,二者之差记为第二内部空间体积;计算得到的第一内部空间体积和第二内部空间体积的差值,得到电池电芯的内部空间差值,电池电芯的内部空间差值即为电池电芯内的水分的体积。这种电池电芯的水分测量方法巧妙的把直接质量评测方法转移为空间评测,通过烘烤前后电芯内部空间变化评估电芯的水分含量,不需要拆解电芯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池电芯的水分测量方法
技术介绍
锂离子电池是一种二次电池(充电电池),主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。锂离子电池一般采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。锂离子电池由正极、负极、电解液、隔膜以及集流体几大主要材料体系构成。在水分含量较高的环境下,电解液中锂盐会和水分发生化学反应,生成对人体有毒的HF气体,消耗电解液,降低电池导离子性。水分还会破坏负极SEI膜,与其发生化学反应,生成LiF等无机以及其他有机化合物,同时产生气体。SEI膜被破坏后还会继续与电解液发生反应,继续消耗电解液,加速损坏电池导离子性。电池中水分含量较高会导致电池胀气、极化增大、容量衰减、循环性降低等等多方面问题。因此锂离子电池在制造过程中需要严格控制电芯水分含量,提高电芯电化学性能。锂离子电池电芯的水分测量方法由此成为电芯制造过程中重点研究课题。传统的电池电芯的水分测量方法一般采用卡尔费休水分测定仪对电芯水分进行评测,这种水分仪适用于固体、液体和气体样品。采用卡尔费休水分测定仪对电芯水分进行评测的方法重现性佳,准确度高,省时方便,但需要破坏拆解电芯后取样测试,并且取样环境要求严格。
技术实现思路
基于此,有必要提供一种不需要拆解电芯的电池电芯的水分测量方法。一种电池电芯的水分测量方法,包括如下步骤:提供待测的电池电芯,并且对所述电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量,二者之差记为第一内部空间体积;在真空条件、保护气体氛围下,对所述电池电芯进行烘烤,接着对烘烤后的所述电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量,二者之差记为第二内部空间体积;以及计算得到的所述第一内部空间体积和所述第二内部空间体积的差值,得到电池电芯的内部空间差值,所述电池电芯的内部空间差值即为所需的电池电芯内的水分的体积。在一个实施例中,所述电池电芯为锂离子电池电芯。在一个实施例中,对所述电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量的操作为:将所述电池电芯放入真密度测试仪中测试闭口电芯体积并记录数据,测试结束取出所述电池电芯,接着在所述电池电芯底部打出一个直径为1mm~3mm的孔,并再次将所述电池电芯放入真密度测试仪中测试开口电芯体积并记录数据。在一个实施例中,所述真空条件的真空度为-0.095Mpa,所述保护气体氛围为氮气氛围。在一个实施例中,电芯烘烤的温度为70℃~100℃,烘烤的时间为10h~40h。在一个实施例中,对烘烤后的所述电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量的操作为:将烘烤后的所述电池电芯放入真密度测试仪中测试闭口电芯体积并记录数据,测试结束取出所述电池电芯,接着在所述电池电芯底部打出一个直径为1mm~3mm的孔,并再次将所述电池电芯放入真密度测试仪中测试开口电芯体积并记录数据。这种电池电芯的水分测量方法巧妙的把直接质量评测方法转移为空间评测,通过烘烤前后电芯内部空间变化评估电芯的水分含量,不仅不需要拆解电芯,还测试了整个电芯的水分含量,同时又以空间方式评估水分含量,相对于直接进行重量测量的方式降低了误差。附图说明图1为一实施方式的电池电芯的水分测量方法的流程图。具体实施方式下面主要结合附图及具体实施例对电池电芯的水分测量方法作进一步详细的说明。如图1所示的一实施方式的电池电芯水分测量方法,包括如下步骤:S10、提供待测的电池电芯,并且对电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量,二者之差记为第一内部空间体积。电池电芯可以为锂离子电池电芯。本实施方式中,电池电芯为18650圆柱电芯。电池电芯的开口体积指:封口后的电池电芯的体积。电池电芯的闭口体积指:底部开孔后的电池电芯的体积。对电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量的操作为:将封口后的电池电芯放入真密度测试仪中测试闭口电芯体积并记录数据,测试结束取出电池电芯,接着在电池电芯底部打出一个直径为1mm~3mm的孔,并再次将电池电芯放入真密度测试仪中测试开口电芯体积并记录数据。S20、在真空条件、保护气体氛围下,对S10得到的电池电芯进行烘烤,接着对烘烤后的电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量,二者之差记为第二内部空间体积。真空条件的真空度可以为-0.095Mpa。保护气体氛围可以为氮气氛围、氦气氛围、氖气氛围、氩气氛围、氪气氛围或氙气氛围。烘烤的温度可以为70℃~100℃,烘烤的时间可以为10h~40h。优选的,烘烤的温度为85℃,烘烤的时间为20min。对烘烤后的电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量的操作为:将烘烤后的电池电芯放入真密度测试仪中测试闭口电芯体积并记录数据,测试结束取出电池电芯,接着在电池电芯底部打出一个直径为1mm~3mm的孔,并再次将电池电芯放入真密度测试仪中测试开口电芯体积并记录数据。S30、计算S10得到的第一内部空间体积和S20得到的第二内部空间体积的差值,得到电池电芯的内部空间差值,电池电芯的内部空间差值即为电池电芯内的水分的体积。按照水密度是1g/cm3,电池电芯内的水分的体积可以直接换算成质量。以18650型号电芯为例,重量为45g左右,体积约为16mL,假设该18650电池电芯中水分含量是1000ppm,即0.001g,水密度是1g/cm3,相对应的体积为0.001cm3。水分占电池电芯的重量比例0.0002%,水分占电池电芯的体积比例0.002%。水分占电芯内部空间的体积比例0.002%是重量比例0.0002%的10倍,因此以体积去评估水分的方式会更加准确。这种电池电芯的水分测量方法巧妙的把直接质量评测方法转移为空间评测,通过烘烤前后电芯内部空间变化评估电芯的水分含量,不仅不需要拆解电芯,还测试了整个电芯的水分含量,同时又以空间方式评估水分含量,相对于直接进行重量测量的方式降低了误差。下面为具体实施例。实施例1提供18650圆柱电芯,该18650圆柱电芯的高度为65mm,直径为18mm,标称容量为2800mAh。对18650圆柱电芯的开口体积和闭口体积进行测量,测得18650圆柱电芯的开口体积和闭口体积分别为10.7493mL、16.1445mL,计算得到18650圆柱电芯的第一内部空间体积为5.3952mL。在真空度为-0.095Mpa、氮气氛围下,对18650圆柱电芯进行烘烤,烘烤的温度为70℃,烘烤的时间为40h,接着对烘烤后的18650圆柱电芯的开口体积和闭口体积进行测量,测得烘烤后的18650圆柱电芯的开口体积和闭口体积分别为10.7481mL、16.1446mL,计算得到18650圆柱电芯的第二内部空间体积为5.3965mL。计算得到的第一内部空间体积和第二内部空间体积的差值,得到电池电芯的内部空间差值为0.0013mL。18650圆柱电芯烘烤前后的内部空间差值为0.0013mL,圆柱电芯内含有0.0013mL水分,水分重量为0.0013g,认为实施例1中提供的18650圆柱电芯的水分含量为13000ppm。实施例2提供18650圆柱电芯,该18650圆柱电芯的高度为65mm,直径为18mm,标称容量为2800mAh。对18650圆柱电芯的开口体积和闭口体积进行测量,测得18650圆柱电芯的开口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池电芯的水分测量方法,其特征在于,包括如下步骤:提供待测的电池电芯,并且对所述电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量,二者之差记为第一内部空间体积;在真空条件、保护气体氛围下,对所述电池电芯进行烘烤,接着对烘烤后的所述电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量,二者之差记为第二内部空间体积;以及计算得到的所述第一内部空间体积和所述第二内部空间体积的差值,得到电池电芯的内部空间差值,所述电池电芯的内部空间差值即为所需的电池电芯内的水分的体积。

【技术特征摘要】
1.一种电池电芯的水分测量方法,其特征在于,包括如下步骤:提供待测的电池电芯,并且对所述电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量,二者之差记为第一内部空间体积;在真空条件、保护气体氛围下,对所述电池电芯进行烘烤,接着对烘烤后的所述电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量,二者之差记为第二内部空间体积;以及计算得到的所述第一内部空间体积和所述第二内部空间体积的差值,得到电池电芯的内部空间差值,所述电池电芯的内部空间差值即为所需的电池电芯内的水分的体积。2.如权利要求1所述的电池电芯的水分测量方法,其特征在于,所述电池电芯为锂离子电池电芯。3.如权利要求1所述的电池电芯的水分测量方法,其特征在于,对所述电池电芯的开口体积和闭口体积进行测量的操作为:将封口后的所述电池电芯放入真密度测试仪中测试闭口电芯体积并记录数据,测试结束...

【专利技术属性】
技术研发人员:邱沫李艳斌陈辉
申请(专利权)人:深圳市比克电池有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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