一种使用溶液稀释测量锂离子电池电解液重量的方法技术

本发明专利技术涉及一种使用溶液稀释测量锂离子电池电解液重量的方法，其它包括如下步骤：1）分析待测锂离子电池各组分，选取标准溶液；测得标准溶液中溶质的浓度为C

【技术实现步骤摘要】
一种使用溶液稀释测量锂离子电池电解液重量的方法
本专利技术涉及锂电池
，具体涉及一种使用溶液稀释测量锂离子电池电解液重量的方法。
技术介绍
随着市场需求的不断增长，锂离子电池在3C类和动力储能类领域的应用越来越广泛。近几年随着各国燃油车禁售时间表推出，新能源汽车的地位愈发稳固，而锂离子电池作为电动汽车的核心动力源，也越来越受到市场的追捧。锂离子电池在制作过程中涉及正极、电解液、负极、隔膜等材料的选取与匹配，极片设计参数的选择等问题；电池工作过程中涉及化学反应、传质、导电、产热等过程。由此可见，锂离子电池是一个非常复杂的体系。对于锂离子电池各项过程参数的分析，也有着重要的意义。电池中电解液注液量是锂离子电池的一项重要参数，电解液的含量会影响到电池电性能和安全性能的方方面面。对一个未知注液量电池如何准确测试电池内的电解液重量，当前还未有公开的技术方法。本专利技术提供一种使用标准溶液稀释法，通过测量稀释后的溶质的含量，可以精确计算出原来锂离子电池中电解液的重量，是一项有实用价值的技术。行业内一般会采用以下方法测试电池的保液量：1）在电池的制作过程中，电池经充分干燥后，在注液前测量一次电池的总重V0，然后注液；注液后测试电池的总重V1，电池再继续经过搁置工序和化成工序，测量最后的封装后电池总重V2。其中V1-V0即为电池的实际注液量（排除了注液工序的电解液误差）、V2-V0即为电池内实际保液量（排除了注液后工序至封装工序的电解液误差）。该方法简单有效，适合大批量生产；但仅限于电池制作过程中对电解液重量的管控，如果是作产品分析的时候拿到一个未知注液量的成品电池，由于不知道V0，所以也就无法测出电解液的重量了。2）烘烤减重法；如果是作产品分析的时候拿到一个未知注液量的成品电池，一般的分析方法为：先将电池称重得到电池总重V0，再将电池在干燥环境下解剖，分解成正极片、负极片、隔膜、外壳等组件，然后再将这些组件在80-100℃的环境下让电解液溶剂挥发，彻底干燥。待液体完全烘干后将各组件干燥后称重，重量之和为V1；定义V0-V1的重量即为电解液重量的约值。该方法在电池解剖过程中极片会有掉粉，同时电解液溶剂干燥后仍然会有锂盐残留，以及极片干燥后称重时可能会有吸水，操作时间长，不可控因素多，导致该方法的精度较低，仅能作为大致的参考。专利：201910119823.9测量锂离子电池电解液量的方法及计算机设备，其公开了一种通过测量待测电池的比热容，将所述待测电池的比热容代入所述函数关系式中，计算得到所述待测电池的电解液含量的方法。
技术实现思路
本专利技术提出一种使用溶液稀释测量锂离子电池电解液重量的方法。本专利技术的技术方案：一种使用溶液稀释测量锂离子电池电解液重量的方法，它包括如下步骤：1）分析待测锂离子电池各组分，选取标准溶液。标准溶液选取标准：标准溶液对待测锂离子电池各组分稳定，不发生化学反应，包含溶质和溶剂，溶质不存在于待侧锂离子电池中，溶剂与电解液溶液互溶；优选，标准溶液的溶质为1mol/L的NaTFSI（双（三氟甲基磺酰）亚胺钠），溶剂为电解液常用的有机溶剂如DMC（碳酸二甲酯）/EMC（碳酸甲乙酯）/EC(碳酸乙烯酯)等。测得标准溶液中溶质的浓度为C标，密度为ρ。2）在干燥环境下，将待测锂离子电池的外壳开口解剖后，再把电池整体置于一个容器中。3）将标准溶液定量加入到容器中，待标准溶液完全浸没电池活性物质，加入容器中的标准溶液质量为m标，体积为V标；然后将容器密封，在干燥环境下常温静置，待电解液与标准溶液之间的溶质浓度达到平衡，取样质量为ma。N，体积为Va。N，此时测试稀释后混合溶液中溶质的浓度比值Cn.a。4）计算待测锂离子电池中电解液的质量：。步骤3）判断电解液与标准溶液之间的溶质浓度达到平衡的方法：每隔a小时对容器中混合液体进行取样；用ICP-OES测试标准溶液中溶质的浓度，定义测得的混合溶液中溶质的浓度为Ca，当两次取样的溶质的浓度变化小于设定值时，即电解液与标准溶液之间的溶质浓度达到平衡；优选，设置值为15ppm。本专利技术优点是，设计合理，构思巧妙，通过标准溶液与电解液混合稀释后溶质的浓度测量，分析未知注液量的成品电池里的电解液重量，操作较简单，精度高。附图说明图1是解剖后的电池放入密封容器中示意图。图中待测锂离子电池1容器2。具体实施方式1）在露点为-30度条件下，将待测锂离子电池1的外壳开口解剖后，再把整体电池1置于一个比电池尺寸略大的容器2中，如图1所示。2）配制好的标准溶液，溶质为NaTFSI，溶剂为DMC，浓度为C标＝1mol/L。加入容器中的标准溶液质量为m标=300g；体积为V标=0.267L，密度为ρ=1.12g/cm3；标准溶液完全浸没电池活性物质。然后密封容器，在露点-30度环境下常温静置。每隔一定时间（1小时）对电池中混合液体进行取样，取样质量为ma=2.38g;体积为Va=2mL。用ICP-OES测试标准溶液中钠离子浓度，定义测得的混合溶液中钠离子浓度为Ca。当测得第4次与第5次两次取样的钠离子浓度变化小于15ppm时，我们认为此时电池中电解液与所加标准溶液之间的浓度已达到平衡。此时被稀释后的混合溶液测试其钠离子的浓度比值C5.a=0.66mol/L，可以精确换算得到原有电池中电解液的质量为135g。换算方法如下：。以上所述实施例仅表达了本专利技术的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。因此，本专利技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用溶液稀释测量锂离子电池电解液重量的方法，其特征在于，它包括如下步骤：/n1）分析待测锂离子电池各组分，选取标准溶液；/n标准溶液选取标准：标准溶液对待测锂离子电池各组分稳定，不发生化学反应，包含溶质和溶剂，溶质不存在于待侧锂离子电池中，溶剂与电解液溶液互溶；/n测得标准溶液中溶质的浓度为C

【技术特征摘要】
1.一种使用溶液稀释测量锂离子电池电解液重量的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
1）分析待测锂离子电池各组分，选取标准溶液；
标准溶液选取标准：标准溶液对待测锂离子电池各组分稳定，不发生化学反应，包含溶质和溶剂，溶质不存在于待侧锂离子电池中，溶剂与电解液溶液互溶；
测得标准溶液中溶质的浓度为C标，密度为ρ；
2）在干燥环境下，将待测锂离子电池的外壳开口解剖后，再把电池整体置于一个容器中；
3）将标准溶液定量加入到容器中，待标准溶液完全浸没电池活性物质，加入容器中的标准溶液质量为m标，体积为V标；然后将容器密封，在干燥环境下常温静置，待电解液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王奇志，黄碧英，
申请(专利权)人：隆能科技南通有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32