一种电池粘结剂失效时间的检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及电池粘结剂失效时间的检测方法及系统，检测方法包括以下步骤：(1)将极片浸泡于电解液中并置于目标温度环境下，检测不同浸泡时间对应的极片的剥离强度，并根据不同浸泡时间对应的极片的剥离强度得到基准剥离强度衰减曲线；其中，基准剥离强度衰减曲线的纵坐标为剥离强度保持率，横坐标为浸泡时间；(2)检测未循环新鲜电池与循环目标次数后电池的极片的剥离强度，并计算得到目标剥离强度保持率；(3)根据循环目标次数、目标剥离强度保持率和基准剥离强度衰减曲线计算粘结剂的失效时间。本发明专利技术通过极片检测粘结剂在电池中的失效，可指导电池粘结剂的设计与选型；且兼容性强，通过剥离强度保持率检测，可兼容相同电池的批次差异。的批次差异。的批次差异。

【技术实现步骤摘要】
一种电池粘结剂失效时间的检测方法及系统


[0001]本专利技术属于分析检测
，具体涉及一种电池粘结剂失效时间的检测方法及系统。

技术介绍

[0002]电池中粘结剂的主要作用是粘接活性物质、导电碳和集流体，维持电极结构的稳定性，粘结剂的失效将会导致电池性能劣化、容量跳水。因此，粘结剂失效时间的预测对电池循环寿命预测和电池设计具有重要参考价值。
[0003]现有技术主要是对电池整体寿命进行预测，例如，公告号为CN109581240B的专利文献公开了一种基于交流阻抗法的锂离子电池失效分析方法，通过交流阻抗谱(EIS)测试分析SEI膜电阻变化，预测电池的枝晶内短路状态，进而评估电池的寿命及安全性；但无法分析和预测粘结剂的失效情况，难以指导后续电池粘结剂的设计选型。

技术实现思路

[0004]基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本专利技术的目的是提供一种电池粘结剂失效时间的检测方法及系统。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种电池粘结剂失效时间的检测方法，粘结剂为极片的组成材料之一，检测方法包括以下步骤：
[0007](1)将极片浸泡于电解液中并置于目标温度环境下，检测不同浸泡时间对应的极片的剥离强度，并根据不同浸泡时间对应的极片的剥离强度得到基准剥离强度衰减曲线；其中，基准剥离强度衰减曲线的纵坐标为剥离强度保持率，横坐标为浸泡时间；
[0008](2)检测未循环新鲜电池与循环目标次数后电池的极片的剥离强度，并计算得到目标剥离强度保持率；
[0009](3)根据循环目标次数、目标剥离强度保持率和基准剥离强度衰减曲线计算粘结剂的失效时间。
[0010]作为优选方案，浸泡后的极片的剥离强度保持率为浸泡后的极片的剥离强度与浸泡润湿的极片的原始剥离强度的比值。
[0011]作为优选方案，所述目标剥离强度保持率为循环目标次数后电池的极片的剥离强度与未循环新鲜电池的极片的剥离强度的比值。
[0012]作为优选方案，所述粘结剂的失效时间采用粘结剂失效循环次数表示。
[0013]作为优选方案，所述步骤(1)中，目标温度环境的温度为0
‑
90℃。
[0014]作为优选方案，所述目标温度环境的温度为40
‑
50℃。
[0015]作为优选方案，所述极片选用负极极片。
[0016]作为优选方案，所述负极极片的负极活性材料为石墨、硬碳、硅碳、硅氧中的一种或几种。
[0017]作为优选方案，检测方法包括：
[0018]选择不同的极片与电解液，以检测不同电池体系中粘结剂的失效时间。
[0019]本专利技术还提供一种电池粘结剂失效时间的检测系统，应用如上任一项方案所述的检测方法，所述检测系统包括：
[0020]检测模块，用于检测不同浸泡时间对应的极片的剥离强度，还用于检测未循环新鲜电池与循环目标次数后电池的极片的剥离强度；
[0021]拟合模块，用于根据不同浸泡时间对应的极片的剥离强度得到基准剥离强度衰减曲线；
[0022]计算模块，用于根据未循环新鲜电池与循环目标次数后电池的极片的剥离强度计算目标剥离强度保持率，还用于根据循环目标次数、目标剥离强度保持率和基准剥离强度衰减曲线计算粘结剂的失效时间。
[0023]本专利技术与现有技术相比，有益效果是：
[0024](1)本专利技术通过极片检测粘结剂在电池中的失效，可以指导后续电池粘结剂的设计与选型；
[0025](2)本专利技术的兼容性强，通过剥离强度保持率检测，可以兼容相同电池的批次差异；
[0026](3)本专利技术的适用范围广，可以选择不同极片与电解液来检测不同体系中粘结剂的失效时间；
[0027](4)本专利技术的检测流程操作简单，成本较低。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例1的基准剥离强度衰减曲线的示意图；
[0029]图2是本专利技术实施例1的电池粘结剂失效时间的检测系统的构架图。
具体实施方式
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0031]实施例1：
[0032]本实施例的电池粘结剂失效时间的检测方法，包括：
[0033]使用磷酸铁锂作为正极活性材料制作正极极片；
[0034]使用石墨作为负极活性材料制作负极极片；
[0035]上述正极极片和负极极片的制作过程可参考现有技术，在此不赘述。其中，正极极片和负极极片均含有粘结剂。
[0036]用隔膜将正、负极极片隔离卷绕，然后焊接极耳制作成裸电芯；将裸电芯包入外壳体，封装成预装电芯；之后向预装电芯内注入电解液后密封封装，电解液所用溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯，锂盐为六氟磷酸锂。
[0037]本实施例取负极极片浸泡在电解液中，放置于45℃烘箱中；
[0038]分别在0天、1天、2天、3天、5天、7天、10天、15天取出适量样品使用DMC(碳酸二甲酯)清洗后烘干，测试干燥极片的剥离强度F，结果如表1所示。
[0039]表1不同浸泡时间下的极片的性能参数
[0040]浸泡时间T(天)剥离强度F(N/m)剥离强度保持率Y(％)011.2100.0019.685.7128.273.2136.558.0454.741.9672.925.89101.513.391500.00
[0041]其中，0天极片的剥离强度记录为F0，作为极片的原始剥离强度；
[0042]剥离强度保持率Y＝(F/F0)*100％。
[0043]本实施例的0天极片为浸泡润湿的极片，一般浸泡时间≤1min，达到浸泡润湿即可。另外，浸泡润湿的具体浸泡时间可根据实际样品进行确定，也有可能超出1min。
[0044]以浸泡时间为横坐标、剥离强度保持率为纵坐标绘制拟合得到基准剥离强度衰减曲线，如图1所示；其中，基准剥离强度衰减曲线与横轴的交点为(T0，0)，即本实施例的基准剥离强度衰减曲线在剥离强度保持率为零时对应的浸泡时间T0为15天，即浸泡15天极片剥离强度保持率为0。
[0045]之后分别取未循环新鲜电池和45℃循环1000次电池的负极片，使用DMC清洗烘干后测试剥离强度，计算剥离强度保持率Y
*
，如表2所示。
[0046]表2未循环新鲜电池和45℃循环1000次电池的负极片的性能参数
[0047]循环次数N(次)剥离强度F
*
(N/m)剥离强度保持率Y
*
(％)010.810010008.679.63
[0048]接着根据剥离强度保持率Y
*
找出在基准剥离强度衰减曲线中对应点(T1，Y
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池粘结剂失效时间的检测方法，粘结剂为极片的组成材料之一，其特征在于，检测方法包括以下步骤：(1)将极片浸泡于电解液中并置于目标温度环境下，检测不同浸泡时间对应的极片的剥离强度，并根据不同浸泡时间对应的极片的剥离强度得到基准剥离强度衰减曲线；其中，基准剥离强度衰减曲线的纵坐标为剥离强度保持率，横坐标为浸泡时间；(2)检测未循环新鲜电池与循环目标次数后电池的极片的剥离强度，并计算得到目标剥离强度保持率；(3)根据循环目标次数、目标剥离强度保持率和基准剥离强度衰减曲线计算粘结剂的失效时间。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，浸泡后的极片的剥离强度保持率为浸泡后的极片的剥离强度与浸泡润湿的极片的原始剥离强度的比值。3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述目标剥离强度保持率为循环目标次数后电池的极片的剥离强度与未循环新鲜电池的极片的剥离强度的比值。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述粘结剂的失效时间采用粘结剂失效循环次数表示。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，目标温度环境的温度为0
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：江苏天合储能有限公司，
类型：发明
国别省市：