锂离子电池极片电阻的测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了锂离子电池极片电阻的测试装置及方法

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池极片电阻的测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及电池测试
，特别是涉及一种锂离子电池极片电阻的测试装置及方法
。

技术介绍

[0002]锂离子电池由正负极片
、
负极片
、
隔膜及电解液构成，极片的质量对锂离子电池性能影响十分巨大，极片的优劣在根本上决定了锂离子电池的性能好坏
。
极片电阻是评价极片的一个重要标准，通过改变导电剂的添加量或改变匀浆
、
涂覆
、
碾压工艺，可以对极片内部的导电网络进行调控，进而改善极片电阻，提高锂离子电池的性能
。
同时，对于失效电池的研究分析，也可以通过对极片层级的电阻进行测试，判断其失效原因
。
[0003]目前的锂离子电池极片电阻测试方法是在常温下采用多探针电阻测试仪进行测试，首先将极片放在测试仪台面上，探针下压接触极片，通一定电流后测试软件会对测得电压数据进行相关计算，得到极片电阻数值
。
目前的该测试方法还存在很多不足，第一是锂离子电池极片由于表面的活性物质为颗粒状，且探针在接触极片时没有施压，电流通过探针之后直接接触活性物质颗粒，在测试过程中可能会由于极片表面颗粒的凹凸不平与探针接触不良产生较大误差；第二是极片在锂离子电池内部是时刻承压的，多探针电阻测试仪只提供了很小的压力，该测试方法不符合实际使用工况；第三是考虑设备使用寿命和测试准确性，多探针设备需要精细的维护保养，探针价格较昂贵，无法应用于含电解液即拆解后电池的极片和碾压前极片，拆解极片表面会残余电解液
、
碾压前极片易掉粉，会对探针造成腐蚀和损坏，影响长期使用精度；第四是现有极片电阻测试方法并没有对极片电阻及接触电阻进行拆解，接触电阻即极片与测试设备探针接触时产生的电阻，其在施加压力的过程中会有明显变化，进而对最终的测试结果产生影响
。
[0004]CN208125900U
公开了电池极片测试设备，该设备采用砝码进行施压，进而进行电阻测试
。
尽管该测试方法操作简单，但砝码提供的压力不足以使极片与测试端子的接触达到最佳，也无法反映极片在电池内部的真实状态，且得到的测试结果波动较大，无法进行极片间的对比
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术中的问题，而提供一种锂离子电池极片电阻的测试装置及方法
。
[0006]本专利技术第一方面，提供一种锂离子电池极片电阻的测试装置，包括：
[0007]极片压紧设备，具有上压头及下压头，所述上压头及下压头的用于压紧待测极片的压紧面贴附有金属箔；
[0008]充放电设备，用于所述上压头与下压头电连接，以给定电流
I
对待测极片充电，采集对应的电压
U。
[0009]其中，所述上压头
、
下压头以及金属箔独立地为铜质材料
。
[0010]其中，所述上压头
、
下压头的面积至少为
3cm*3cm
，以使所述待测极片有效测试面积至少为
3cm*3cm。
[0011]其中，极片压紧设备还包括施压装置，测试电池极片电阻时，通过施压装置向所述上压头施加垂直方向的压力，所述施压装置施加压力范围为
0.05MPa
‑
5.0Mpa
；所述给定电流
I
为
1mA
‑
5mA。
[0012]其中，测试电池极片电阻时，所述待测极片处于所述上压头和
/
或下压头几何中心
。
[0013]本专利技术第二方面，提供一种锂离子电池极片电阻的测试方法，包括步骤：
[0014]将待测极片放在极片压紧设备的上压头与下压头之间压紧，所述上压头及下压头用于压紧待测极片的压紧面贴附有金属箔；
[0015]向所述上压头及下压头施加预定压力，连接所述上压头与下压头的充放电测试设备以给定电流
I
对待测极片充电，采集对应的电压
U
，通过
U/I
得到待测极片在所受压力下包含接触电阻的第一极片电阻
R
：
[0016]改变待测极片层数进行测试，得到多层极片包含接触电阻的极片电阻，通过以下式将接触电阻拆解，得到待测极片在所受压力下不含接触电阻的第二极片电阻：
[0017]R
n
＝
n*r+R
J
，
R
J
为压头
‑
极片的接触电阻，
n
为极片的层数，
R
n
为
n
层极片包含接触电阻的极片电阻，
r
为待测极片不含接触电阻的第二极片电阻
。
[0018]其中，所述待测极片的表面的清洁度符合预设清洁度阈值
。
[0019]其中，对锂离子电池中解剖出的拆解极片进行电阻测试前，还包括步骤：
[0020]对拆解极片预处理，使拆解极片的表面洁净度符合预设清洁度阈值
。
[0021]其中，对拆解极片预处理，使拆解极片的表面洁净度符合预设清洁度阈值的步骤如下：
[0022]在干燥环境下对拆解极片浸泡清洗；
[0023]将清洗完成的拆解极片烘干；
[0024]将表面无隔膜胶的拆解极片裁切成预设形状，得到多个待测试的待测极片
。
[0025]优选地，若烘干后的极片有面残留隔膜胶，采用布擦拭的方法或是胶带粘接撕除的方法除去拆解极片表面的隔膜胶；
[0026]优选地，每次极片电阻以及接触电阻的测试结束后更换贴附于所述上压头和下压头表面的金属箔后再进行下一次的测试
。
[0027]本专利技术的锂离子电池极片电阻的测试装置及方法，采用上下压头及金属箔的组合代替探针压紧待测极片测试，解决了待测极片因损伤探针而无法测试的问题，时将探针与极片的点对点接触改变为面对点接触，提升测试结果的稳定性，且测试成本低而效率高
。
[0028]由于电芯在充放电过程中极片不断的膨胀收缩，本专利技术的测试装置及方法可以进行压力的调控以模拟电芯的实际工况，能测试出更符合实际的实验结果
。
[0029]本专利技术的测试方法还可以进行极片电阻和压头
‑
极片接触电阻的拆分，精确计算出每部分的电阻，有效剔除不同压力下接触电阻对测试造成的影响，实现准确分析极片电阻
。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例的测试装置压紧待测极片的测试示意图
。
[0031]图2为本专利技术实施例的锂离子电池极片电阻的测试方法流程示意图
。
[0032]图3为未预处理的解剖极片测试时得到的压力
‑
电阻曲线图
。
[0033]图4为预处理后的解剖极片测试时得到的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
锂离子电池极片电阻的测试装置，其特征在于，包括：极片压紧设备，具有上压头及下压头，所述上压头及下压头用于压紧待测极片的压紧面贴附有金属箔；充放电设备，用于所述上压头与下压头电连接，以给定电流
I
对待测极片充电，采集对应的电压
U。2.
根据权利要求1所述锂离子电池极片电阻的测试装置，其特征在于，所述上压头
、
下压头以及金属箔独立地为铜质材料
。3.
根据权利要求1或2所述锂离子电池极片电阻的测试装置，其特征在于，所述上压头
、
下压头的面积至少为
3cm*3cm
，以使所述待测极片有效测试面积至少为
3cm*3cm。4.
根据权利要求1‑3之一所述锂离子电池极片电阻的测试装置，其特征在于，极片压紧设备还包括施压装置，测试电池极片电阻时，通过施压装置向所述上压头施加垂直方向的压力，所述施压装置施加压力范围为
0.05MPa
‑
5.0Mpa
；所述给定电流
I
为
1mA
‑
5mA。5.
根据权利要求1‑4之一所述锂离子电池极片电阻的测试装置，其特征在于，测试电池极片电阻时，所述待测极片处于所述上压头和
/
或下压头几何中心
。6.
锂离子电池极片电阻的测试方法，其特征在于，采用权利要求1‑5任一项所述锂离子电池极片电阻的测试装置进行，包括步骤：将待测极片放在极片压紧设备的上压头与下压头之间压紧，所述上压头及下压头用于压紧待测极片的压紧面贴附有金属箔；向所述上压头及下压头施加预定压力，连接所述上压头与下压头的充放电测试设备以给定电流
I
对待测极片充电，采集对应的电压
U
，通过
U/I
得到待测极片在所受压力下包含接触电阻的第一极片电阻
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周培俊，陈辉，邓超，王佳楠，丁美超，
申请(专利权)人：力神青岛新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：