基于阻抗的热电池电解质材料水分含量检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于阻抗的热电池电解质材料水分含量检测方法及系统，解决了目前热电池电解质材料水分含量无法快速无损检测的技术难题。该方法包括：本发明专利技术以热电池单体电池片状态或装配后的电池整机状态进行应用，考虑了水分含量及分布均匀性、环境温度、压实密度对热电池阻抗的影响，提出阻抗和电解质材料水分含量的非线性关联模型以及关联模型中参数的确定流程；测量热电池非激活状态的阻抗，采用电解质材料水分含量和阻抗的非线性关联模型，计算得到热电池的电解质材料中的水分含量。本发明专利技术能够实时得到热电池整机和单体电池片中电解质材料的水分含量，速度快，测量准确，对产品无破坏，适用于不同温度环境，可在线无损检测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
基于阻抗的热电池电解质材料水分含量检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及热电池检测
，具体涉及基于阻抗的热电池电解质材料水分含量检测方法及系统。

技术介绍

[0002]热电池是一种广泛应用于各类装备的一次性贮备电池，具有长贮存寿命、高可靠、高安全、高比能量和高比功率等特点。热电池每个单体电池片由正极、电解质和负极三层压制而成，负极一般为LiB、LiSi、LiAl等十分活泼的锂合金，正极一般为FeS2、Fe
x
Co1‑
x
S2、CoS2、V2O5、NiCl2等材料，电解质为熔融盐。由于熔融盐电解质极易吸潮，内部往往含有一定量的水分，热电池长期贮存过程中或者工作时熔融盐中释放出的水分和正极、负极材料反应，导致电池性能下降。因此，电解质材料中的水分是影响热电池性能的关键因素之一，热电池生产和检验中，必须严格控制和表征电解质中的微量水分含量。
[0003]目前常用的材料水分含量检测方法主要有卡尔费休法和热重法两种方法，都只能对少量电解质材料进行抽样测试，对热电池单体电池片或者热电池产品中电解质材料中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于阻抗的热电池电解质材料水分含量检测方法，其特征在于，该方法包括：测量热电池在未激活状态下的阻抗；根据所述阻抗，基于电解质材料水分含量和阻抗的非线性关联模型，计算热电池的电解质材料中的水分含量；所述电解质材料水分含量和阻抗的非线性关联模型为：Y＝a
×
{[R0
×
S0/(n0
×
h0)]
×
exp[c
×
(1/T1
‑
1/T0)]+d
×
(m3
×
S0
×
h0
‑
m0
×
S1
×
h1)/(S0
×
h0
×
S1
×
h)}
‑
b
其中，a是电解质材料因子，b是水分影响因子，c是温度影响因子，d是压实密度影响因子，R0为热电池在未激活状态下的阻抗，n0为热电池中单体电池片的数量，S0为单体电池片面积，h0为单体电池片中电解质材料层的厚度，m0为单体电池片中电解质材料质量，m3为预先试验中电解质片质量，S1为预先试验中电解质片面积，h1为预先试验中电解质片厚度，T1为预先试验中的环境温度，T0为测量热电池在未激活状态下的阻抗时的环境温度。2.根据权利要求1所述的基于阻抗的热电池电解质材料水分含量检测方法，其特征在于，所述的测量热电池在未激活状态下的阻抗，包括：在热电池处于温度T0下，通过测量热电池的交流阻抗谱或直流I
‑
V曲线得到的阻抗；其中273K<＝T0<＝473K。3.根据权利要求1所述的基于阻抗的热电池电解质材料水分含量检测方法，其特征在于，所述电解质材料因子、水分影响因子、温度影响因子和压实密度影响因子的获取方法为：S100、从容器C1、C2、
……
、Cn中取出电解质材料B1、B2、
……
、Bn，从每一份电解质中分别称取质量为m1的n份电解质材料D1、D2、
……
、Dn，将质量为m1的n份电解质材料分别压制成面积为S1、厚度为h1的电解质薄片E1、E2、
……
、En，其中n为大于2的整数；S101、在温度T1下测量上述n份电解质薄片的阻抗，分别为R11、R12、
……
、R1n；S102、以R11、R12、
……
、R1n作为自变量R1，以n份电解质材料水分含量Y1、Y2、
……
、Yn作为因变量Y，采用Y＝a
×
[R1
×
S1/h1]
‑
b
进行拟合，得到系数a和b，其中a是电解质材料因子，b是水分影响因子；S103、将E1、E2、
……
、En中的任意一只电解质薄片分别置于温度T21、T22、
……
、T2m下，并测量该温度下的阻抗R21、R22、
……
、R2m，m为大于1的整数；S104、以T21、T22、
……
、T2m作为自变量T2，以R21、R22、
……
、R2m作为因变量R2，采用R2＝e
×
exp(c/T2)进行拟合，得到系数c和e，其中e为温度试验指前因子，c为温度影响因子；S105、从容器Cj中取出电解质材料Bj，分别称取质量均为m3的k份电解质，通过控制压制压力，获得面积为S1，厚度分别为h21、h22、
……
、h2k的k个电解质薄片F1、F2、
……
、Fk，其中，j为整数且1≤j≤n，k为大于1的整数，0<m3<＝(m2
‑
m1)/k，其中m2为容器Cj中电解质材料质量；S106、在温度T1下测量步骤S105中的k份电解质薄片的阻抗，分别为R31、R32、
……
、R3k；S107、以m3/(S1
×
h21)、m3/(S1
×
h22)、
……
、m3/(S1
×
h2k)作为自变量P，以R31
×
S1/h21、R32
×
S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小强，崔艳华，赵宇，陈玉成，曹勇，张栩，谢勇，兰伟，崔益秀，王超，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：