一种电池极片测试方法及制备电池极片的模具技术

本发明专利技术提供了一种电池极片测试方法及制备电池极片的模具，属于锂离子电池的失效分析研究领域。通过在电池拆解后，对双面电池极片进行前处理，使得处理后的双面极片的容量和阻抗测试结果与拆解后电池中自带的单面极片的结果基本相同。本发明专利技术通过对电池拆解后的双面电池极片，直接切片，通过模具处理极片后进行贴胶操作，完成双面极片单面化处理的过程，组装成扣电的形式，测量半电池的充放电曲线、全电池和对称电池的电化学阻抗谱，该测试方法简单、准确。

Method for testing electrode piece of battery and mould for preparing electrode piece of battery

The invention provides a method for testing the battery plate and a mold for preparing the battery plate, which belongs to the field of failure analysis of lithium ion batteries. The capacity and impedance of the treated two-sided electrode are basically the same as that of the single-sided electrode in the dismantled battery. The invention completes the process of unilateralization of the two-sided electrode sheet by directly slicing the dismantled double-sided battery electrode sheet, pasting the electrode sheet after processing the electrode sheet through a mold, assembles the double-sided electrode sheet into a form of buckling, and measures the charge-discharge curve of the half-cell, the electrochemical impedance spectrum of the whole battery and the symmetrical battery. The test method is simple. It is accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种电池极片测试方法及制备电池极片的模具
本专利技术涉及锂离子电池的失效分析研究领域，特别是涉及一种电池极片测试方法及制备电池极片的模具。
技术介绍
锂离子电池作为应用最广泛、占比最大的化学储能技术之一，对其进行失效分析能准确获得电池失效的主要原因，有利于预防电池使用过程中的安全事故，延长电池的使用寿命、提高电池的可靠性，同时反馈信息优化电池生产制备过程中的改进方案。容量衰减是电池失效的一种常见的表现形式，电池拆解后常用的失效分析手段是电化学测量方法，包括半电池充放电测试，以及全电池和对称电池的电化学阻抗谱测试。准确的测量失效电极的面容量有助于量化失效分析中各失效原因的占比。商业电池拆解后常规的单面极片处理方法是用N-甲基吡咯烷酮对双面极片进行擦拭，由于擦拭的过程容易造成集流体损伤或者擦拭面有敷料残留，擦拭操作耗时长，擦拭操作容易完成的区域局限为整张极片的中心区域，简单的获得一致性、重复性好的拆解后电池极片当前状态的容量值比较困难。有鉴于此，对拆解后双面极片直接用于电化学测量的前处理具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种电池极片测试方法，其是一种处理方法简单、测试结果准确的锂离子电池拆解后双面极片直接用于电化学测量的前处理方法。本专利技术的另一个目的是提供一种制备电池极片的模具，用于对锂离子电池拆解后双面极片在直接用于电化学测量的前处理过程中，使得前处理过程更加简单方便。特别地，本专利技术提供了一种电池极片测试方法，包括以下步骤：s1，将拆解的双面极片进行切片，切成直径D的双面圆形极片；将拆解的单面极片进行切片，切成直径d的单面圆形极片；s2，去除直径D的圆形极片中外径为D内径为d的圆环处的极片敷料，使得所述双面圆形极片形成中心直径为d的圆形区域处为极片敷料区，外径为D内径为d的环形区域处为极片无敷料区；s3，将所述极片无敷料区向所述双面圆形极片的中心折叠，形成直径为d的双面圆形极片；s4，用圆形铜胶或铝胶贴紧所述直径为d的双面圆形极片被折叠的一面；s5，将所述单面圆形极片与贴胶后的所述双面圆形极片清洗抽干后，组装成扣式半电池、扣式全电池、扣式对称电池；s6，对所述扣式半电池进行小电流充放电，得到扣式半电池的充放电曲线图谱；s7，对所述扣式全电池和所述对称电池进行电化学交流阻抗谱测试，得到所述扣式全电池和所述对称电池的电化学交流阻抗谱图。可选地，所述s1、s2、s3、s4和s5，均在手套箱中进行，所述手套箱为氩气气氛，且氧气含量和水分含量均小于1ppm。可选地，双面圆形极片包括双面正极极片和双面负极极片，所述s4中，铝胶用于贴紧所述双面正极极片，铜胶用于贴紧所述双面负极极片。可选地，s4中，所述铜胶或铝胶均为单面。可选地，s5中，清洗抽干时，清洗液为碳酸二甲酯；抽干条件为手套箱过渡仓中抽气12h。可选地，s5中，扣式电池组装时，选用2032不锈钢式扣式正负极扣电壳，壳内用配套的弹簧片与垫片作为填充物；所述扣式半电池中正极选用清洗抽干后的直径d的所述单面圆形正极或负极极片以及贴胶后的所述双面圆形正极或负极极片，所述扣式半电池中负极选用锂片；所述扣式全电池中正极选用清洗抽干后的直径d的所述单面圆形正极极片以及贴胶后的所述双面圆形正极极片，所述扣式全电池中负极选用清洗抽干后的直径d的所述单面圆形负极极片以及贴胶后的所述双面圆形负极极片；所述扣式对称电池中正极和负极选用相同的清洗抽干后的直径d的所述单面圆形正极或负极极片以及贴胶后的所述双面圆形正极或负极极片。可选地，在s6中，充放电仪选用蓝电电池测试系统，充放电电流为0.04C的倍率，充放电制度的截止电压的选取与测试拆解电池的截止电压相一致。可选地，在s7中，电化学交流阻抗谱仪选用IM6，电化学交流阻抗测试条件为1M-10mHz，扰动电压为5mV，恒定为开路电压模式测试，所述电化学阻抗谱测试中的扣式电池组装后需要静置24h以达到稳态，电化学阻抗谱测试过程中扣式电池处于25℃恒温箱中。本专利技术还提供了一种制备电池极片的模具，包括第一柱体、第二柱体以及分别套在所述第一柱体和所述第二柱体的两个半圆环，所述第一柱体的顶面和所述第二柱体的底面为光滑的平面，以使得电池极片放置于所述第一柱体的顶面和所述第二柱体的底面之间；所述第一柱体的顶面和所述第二柱体的底面的直径均为d，所述半圆环的外径为D，内径为d，使得除去所述第一柱体的两个半圆环以及所述第二柱体的两个半圆环时，所述电池极片的外径为D内径为d的环形区域暴露在模具外。可选地，还包括一个能够套设在所述半圆环外的内径为D的第五半圆环。本专利技术提供的一种电池极片测试方法，通过对电池拆解后的双面极片，直接切片，通过模具处理双面极片后进行贴胶操作，完成双面极片单面化处理的过程，组装成扣式电池的形式，测量半电池的充放电曲线、全电池和对称电池的电化学阻抗谱，该测试方法简单、准确。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1为根据本专利技术一个实施例的一种电池极片测试方法的流程图；图2为根据本专利技术一个实施例的一种制备电池极片的模具的结构示意图；图3为本专利技术实施例1的单面负极和双面贴胶处理后负极的充放电曲线图谱；图4为本专利技术实施例1的单面负极和双面贴胶处理后负极的对称电池的电化学交流阻抗图谱。具体实施方式图1为根据本专利技术一个实施例的一种电池极片测试方法的流程图。如图1所示，本专利技术提供的一种电池极片测试方法，一般性地，可以包括以下步骤：s1，将拆解的双面极片进行切片，切成直径D的双面圆形极片；将拆解的单面极片进行切片，切成直径d的单面圆形极片；s2，去除直径D的圆形极片中外径为D内径为d的圆环处的极片敷料，使得所述双面圆形极片形成中心直径为d的圆形区域处为极片敷料区，外径为D内径为d的环形区域处为极片无敷料区；s3，将所述极片无敷料区向所述双面圆形极片的中心折叠，形成直径为d的双面圆形极片；s4，用圆形铜胶或铝胶贴紧所述直径为d的双面圆形极片被折叠的一面；s5，将所述单面圆形极片与贴胶后的所述双面圆形极片清洗抽干后，组装成扣式半电池、扣式全电池、扣式对称电池；s6，对所述扣式半电池进行小电流充放电，得到扣式半电池的充放电曲线图谱；s7，对所述扣式全电池和所述对称电池进行电化学交流阻抗谱测试，得到所述扣式全电池和所述对称电池的电化学交流阻抗谱图。具体地，在s1中，将拆解的双面极片进行切片，切成直径16mm的双面圆形极片，即直径D为16mm。双面圆形极片包括双面正极极片和双面负极极片。将拆解的单面极片进行切片，切成直径14mm的单面圆形极片，即直径d为14mm。将铜胶和铝胶进行切片，切成直径14mm的圆形形状。铜胶和铝胶为单面，即为一面为铜或者铝，一面为胶。铜胶和铝胶来自于3M公司，铜胶用于双面负极极片，铝胶用于双面正极极片。需要注意的是，所用拆解的锂离子电池体系为(LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2+LiMn2O4)/graphite，该软包电池自带一部分单面极片区域。在s2中，将s1得到的直径D为16mm的双面圆形极片放入圆柱形模具中，使双面圆形极片的中心和模具的中心重合；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池极片测试方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，将拆解的双面极片进行切片，切成直径D的双面圆形极片；将拆解的单面极片进行切片，切成直径d的单面圆形极片；s2，去除直径D的圆形极片中外径为D内径为d的圆环处的极片敷料，使得所述双面圆形极片形成中心直径为d的圆形区域处为极片敷料区，外径为D内径为d的环形区域处为极片无敷料区；s3，将所述极片无敷料区向所述双面圆形极片的中心折叠，形成直径为d的双面圆形极片；s4，用圆形铜胶或铝胶贴紧所述直径为d的双面圆形极片被折叠的一面；s5，将所述单面圆形极片与贴胶后的所述双面圆形极片清洗抽干后，组装成扣式半电池、扣式全电池、扣式对称电池；s6，对所述扣式半电池进行小电流充放电，得到扣式半电池的充放电曲线图谱；s7，对所述扣式全电池和所述对称电池进行电化学交流阻抗谱测试，得到所述扣式全电池和所述对称电池的电化学交流阻抗谱图。

【技术特征摘要】
1.一种电池极片测试方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，将拆解的双面极片进行切片，切成直径D的双面圆形极片；将拆解的单面极片进行切片，切成直径d的单面圆形极片；s2，去除直径D的圆形极片中外径为D内径为d的圆环处的极片敷料，使得所述双面圆形极片形成中心直径为d的圆形区域处为极片敷料区，外径为D内径为d的环形区域处为极片无敷料区；s3，将所述极片无敷料区向所述双面圆形极片的中心折叠，形成直径为d的双面圆形极片；s4，用圆形铜胶或铝胶贴紧所述直径为d的双面圆形极片被折叠的一面；s5，将所述单面圆形极片与贴胶后的所述双面圆形极片清洗抽干后，组装成扣式半电池、扣式全电池、扣式对称电池；s6，对所述扣式半电池进行小电流充放电，得到扣式半电池的充放电曲线图谱；s7，对所述扣式全电池和所述对称电池进行电化学交流阻抗谱测试，得到所述扣式全电池和所述对称电池的电化学交流阻抗谱图。2.根据权利要求1所述的电池极片测试方法，其特征在于，所述s1、s2、s3、s4和s5，均在手套箱中进行，所述手套箱为氩气气氛，且氧气含量和水分含量均小于1ppm。3.根据权利要求1所述的电池极片测试方法，其特征在于，双面圆形极片包括双面正极极片和双面负极极片，所述s4中，铝胶用于贴紧所述双面正极极片，铜胶用于贴紧所述双面负极极片。4.根据权利要求1或3所述的电池极片测试方法，其特征在于，s4中，所述铜胶或铝胶均为单面。5.根据权利要求1所述的电池极片测试方法，其特征在于，s5中，清洗抽干时，清洗液为碳酸二甲酯；抽干条件为手套箱过渡仓中抽气12h。6.根据权利要求1所述的电池极片测试方法，其特征在于，s5中，扣式电池组装时，选用2032不锈钢式扣式正负极扣电壳，壳内用配套的弹簧片与垫片作为填充物...

【专利技术属性】
技术研发人员：周格，王其钰，王朔，郑杰允，禹习谦，李泓，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11