半电池以及锂离子电池正极材料高温产气性能的测试方法技术

本发明专利技术揭示了一种半电池以及锂离子电池正极材料高温产气性能的测试方法，所述半电池包括：电池壳体、滑动部件、以及隔离膜，所述电池壳体开设有一通孔，所述滑动部件套设于所述通孔中，且与所述通孔滑动连接；所述电池壳体和所述滑动部件围合成一密闭的腔体，所述腔体用于安装正极极片和锂金属负极极片；所述电池壳体还包括用于与所述正极极片连接的第一导电连接件，以及用于与所述锂金属负极极片连接的第二导电连接件；所述隔离膜设置于所述腔体内，用于将所述正极极片和所述锂金属负极极片进行隔离。该半电池通过测量滑动部件的滑动距离能够快速测试正极材料的产气性能，相比全电池测试，省略了全电池制样时间，缩短了测试周期，减少制作成本。

Test methods for high temperature gas production performance of cathode materials for semi-batteries and lithium-ion batteries

【技术实现步骤摘要】
半电池以及锂离子电池正极材料高温产气性能的测试方法
本专利技术涉及电池领域，特别是涉及到一种半电池以及锂离子电池正极材料高温产气性能的测试方法。
技术介绍
新能源汽车是国家重点扶植的战略产业，锂离子电池作为其动力的核心来源，面临着能量密度不断提升的市场需求。三元材料相比于LFP具有较高的能量密度，相比于LiCoO2成本更低，目前作为新能源汽车电芯中重点发展的正极主材。三元材料为一种层状结构的过渡金属氧化物，随着充电过程中晶格脱嵌锂，正极材料过渡金属甚至与界面氧会发生氧化。高氧化态的元素同电解液相互作用，发生氧化还原反应，产生气体。电芯高温存储界面中产生气体，影响电极界面接触，增大电芯阻抗。另一方面，产气的积累导致电芯内部压力增大，影响电芯安全和寿命。因此，正极材料的产气特性对于电池正极的选材起着关键性的参考作用，而针对正极材料产气特性，传统的测试方法为制作软包全电池。通过测试高温软包电芯体积膨胀，评估不同正极材料产气的特性。现有技术的评估方法至少存在以下缺陷：1)制作软包全电池时间周期较长，工序较复杂，如：冷压、分条、裁切、卷绕、极耳焊接等，耗费时间与制作成本；2)由于软包全电池是一个封闭的体系，随着气体不断产生，软包电池的体积膨胀，通过观察软包电池膨胀的大小来评估正极材料产气性能的方式，对于产气性能相近的正极材料，评估结果不理想，误差较大。
技术实现思路
本专利技术的主要目的为提供一种半电池以及锂离子电池正极材料高温产气性能的测试方法，旨在解决软包全电池制作工序复杂，评估正极材料产气性能误差大的问题。鉴于此，本专利技术提出一种半电池，包括：电池壳体、滑动部件、以及隔离膜，电池壳体开设有一通孔，滑动部件套设于所述通孔中，且与通孔滑动连接；电池壳体和滑动部件围合成一密闭的腔体，腔体用于安装正极极片和锂金属负极极片；电池壳体还包括用于与正极极片连接的第一导电连接件，以及用于与锂金属负极极片连接的第二导电连接件；隔离膜设置于腔体内，用于将正极极片和锂金属负极极片进行隔离。进一步的，电池壳体包括正极壳体和负极壳体，正极壳体与第一导电连接件相互连接，负极壳体与第二导电连接件相互连接。进一步的，电池壳体还包括绝缘密封圈，正极壳体和负极壳体通过绝缘密封圈进行可拆卸连接。进一步的，正极壳体和负极壳体为金属钢材。进一步的，半电池还包括弹性组件，弹性组件设置在腔体中，弹性组件一端用于抵顶正极极片，另一端用于抵顶隔离膜。本专利技术还提供一种锂离子电池正极材料高温产气性能的测试方法，应用上述半电池，该方法的技术方案包括：将正极极片装入腔体中，且与第一导电连接件相互连接；将锂金属负极极片装入腔体中，且与第二导电连接件相互连接；将电解液注入腔体内，其中，电解液没过正极极片；对半电池进行充电，使半电池的电压达到设定电压；将充电后的半电池放在特定温度下存储，静置到设定时间；通过测试装置获取滑动部件的滑动距离；根据滑动距离获取正极极片的产气性能。进一步的，特定温度为60-85℃。进一步的，设定时间为9-10天。进一步的，设定电压为3.60-4.45V。进一步的，测量装置为测角仪，且设置在电池壳体的一侧。本专利技术上述半电池以及锂离子电池正极材料高温产气性能的测试方法，通过测量滑动部件的滑动距离能够快速测试正极材料的产气性能，缩短了测试周期，且减少测试误差，相比于传统的软包全电池测试，省略了软包全电池制样的时间，较大程度上缩短了测试周期，减少制作的成本。附图说明图1是本专利技术半电池一实施例的结构示意图；图2是本专利技术半电池另一实施例的结构示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1，示出本专利技术半电池一实施例的结构示意图，如图1所示，本实施例的半电池包括：电池壳体1、滑动部件2、以及隔离膜3，电池壳体1开设有一通孔，滑动部件2套设于通孔中，且与通孔滑动连接；电池壳体1和滑动部件2围合成一密闭的腔体，腔体用于安装正极极片和锂金属负极极片；电池壳体1还包括用于与正极极片连接的第一导电连接件4，以及用于与锂金属负极极片连接的第二导电连接件5；隔离膜3设置于腔体内，用于将正极极片和锂金属负极极片进行隔离。本申请实施例通过在腔体上设置可以自由滑动的滑动部件2，当电池壳体1内的正极极片因为氧化还原反应产生气体时，由于电池壳体1和滑动部件2构成密闭的腔体，气体的压强均匀作用在腔体各个部位，因此，当气体不断产生时，腔体内的压强不断增大，气体作用于滑动部件2的压力也不断增加，从而可以使得滑块向外滑动，当电极极片反应完全之后，滑块则停止滑动，根据滑动部件2初始时刻到停止滑动时刻所滑动的距离的差值，可以了解正极极片产气的性能。例如，在同等反应条件下，所谓的同等反应条件为，反应物的质量相等、反应温度相等其它外界条件相同，以不同材料制作的正极极片进行测试，在充分反应之后，若滑动部件2的滑动距离差值越大，则表示该正极材料的产气性能越强。在上述结构中，滑动部件2可以选择密度较小的材料来制作，保证滑动部件2滑动的灵敏性，例如铝制的金属材料或者塑料材质，也可以由上述两者材料进行结合的组合材料，以及根据实际情况选择其他合适的材料来制作滑动部件2，本申请对此不做限制。另外上述结构中第一导电连接件4和第二导电连接件5的作用是为了导通外部电源对安装于电池壳体1内的正极极片进行充电，激活正极极片中的金属材料。本实施例的半电池结构简单，组装方便，应用于测试正极极片的产气性能，且通过滑动部件2的滑动距离灵敏地分析腔体内的正极极片的产气性能，分析方式快速便捷，灵敏度高，减少了测试的误差，且相对现有通过软包全电池测试正极材料产气性能的方法，本专利技术半电池能省略全电池卷绕、注液、化成等工序，从而节省电芯制作的时间与成本。参照图2，示出了本专利技术半电池另一实施例的结构示意图，图2所示的半电池在图1的半电池的基础上，电池壳体1包括正极壳体11和负极壳体12，正极壳体11与第一导电连接件4相互连接，负极壳体12与第二导电连接件5相互连接。将壳体划分为正极壳体11和负极壳体12能够方便壳体的组装和拆卸，进一步提高半电池测试正极极片的速度。可选的，电池壳体1还包括绝缘密封圈6，正极壳体11和负极壳体12通过绝缘密封圈6进行可拆卸连接。本实施例中密封绝缘胶圈设置在正极壳体11和负极壳体12之间，保证壳体的密封性，同时能够保证正极壳体11和负极壳体12的绝缘可拆卸连接。可选的，在正极壳体11和负极壳体12绝缘连接的基础上，选用金属钢材作为正极壳体11和负极壳体12，一方面能够保证壳体的承压能力，不易形变，且不易损坏，并且由于选用金属作为正极壳体11和负极壳体12，由于金属的导电性，因此，可以省略第一导电连接件4和第二导电连接件5，直接用壳体充当导电连接件，进一步简化了半电池的结构。当然，除了金属钢材之外，用户可以根据实际情况选择其他硬质的金属合金作为正极壳体11和负极壳体12，本申请不做限制。可选的，本实施例的半电池还包括弹性组件，弹性组件设置在腔体1中，弹性组件一端用于抵顶正极极片，另一端用于抵顶隔离膜3，其中，弹性组件具有良好的电子绝缘性。绝缘的弹性组件两端分别用于抵顶正极极片和隔离膜3，当正极极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半电池，其特征在于，包括：电池壳体、滑动部件、以及隔离膜，所述电池壳体开设有一通孔，所述滑动部件套设于所述通孔中，且与所述通孔滑动连接；所述电池壳体和所述滑动部件围合成一密闭的腔体，所述腔体用于安装正极极片和锂金属负极极片；所述电池壳体还包括用于与所述正极极片连接的第一导电连接件，以及用于与所述锂金属负极极片连接的第二导电连接件；所述隔离膜设置于所述腔体内，用于将所述正极极片和所述锂金属负极极片进行隔离。

【技术特征摘要】
1.一种半电池，其特征在于，包括：电池壳体、滑动部件、以及隔离膜，所述电池壳体开设有一通孔，所述滑动部件套设于所述通孔中，且与所述通孔滑动连接；所述电池壳体和所述滑动部件围合成一密闭的腔体，所述腔体用于安装正极极片和锂金属负极极片；所述电池壳体还包括用于与所述正极极片连接的第一导电连接件，以及用于与所述锂金属负极极片连接的第二导电连接件；所述隔离膜设置于所述腔体内，用于将所述正极极片和所述锂金属负极极片进行隔离。2.根据权利要求1所述的半电池，其特征在于，所述电池壳体包括正极壳体和负极壳体，所述正极壳体与所述第一导电连接件相互连接，所述负极壳体与所述第二导电连接件相互连接。3.根据权利要求2所述的半电池，其特征在于，所述电池壳体还包括绝缘密封圈，所述正极壳体和所述负极壳体通过所述绝缘密封圈进行可拆卸连接。4.根据权利要求3所述的半电池，其特征在于，所述正极壳体和所述负极壳体为金属钢材。5.根据权利要求1所述的半电池，其特征在于，所述半电池还包括弹性组件，所述弹性组件设置在所述腔体中，所述弹性组件一端用于抵顶所述正极极片，另一端用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鲲，张耀，王明旺，
申请(专利权)人：欣旺达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44