【技术实现步骤摘要】
本公开涉及电池局部电位测试，具体涉及一种电池电极片表面电位测试方法及测试装置。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、近年来，由于化石能源危机和环境问题的增加，新能源技术迅速发展。锂离子电池具有平台电压高、能量密度高、重量轻、体积小、对环境污染小等优点，成为了目前的研究热点，被广泛应用于3c智能终端、储能、电动汽车等领域。
3、锂离子电池理想的情况应该是充电时从正极脱出的li+，在放电的过程中全部回到正极，并且均匀的嵌入正极材料之中。但由于界面副反应和极化等问题的存在，不但li+不能全部回到正极，也无法均匀的嵌入到正极材料中。正极材料不均匀的嵌锂会导致正极材料颗粒内部的应力分布不均现象(正极材料在li+嵌入和脱出的过程中会引起晶格的膨胀和收缩，引起材料的体积变化)，在二次颗粒内部产生裂纹，引起电解液对材料内部的侵蚀导致正极材料加速衰降，并最终导致锂离子电池的失效发生。
4、当前电池产品追求快充功效，进行阶梯式电流策略充电时其上限电流能达到5c甚至是6c，在大电流下电极片极易出现过充等异常。电芯在制造完成时的产物也不一定是理想状态，浆料混匀时会出现粘结剂上浮、导电剂团聚等现象，涂布时也可能会出现各部分厚度不均，在充放电过程中也会因为局部极化不均匀、面密度差异、组分分布不均、电流密度差异导致嵌锂量的不同，嵌锂过量导致过充，脱锂过量导致过放，这些现象都会对电池造成损害，是需要极力避免的。因此，为检测这种差异、检测面密度的一致性、检测极化的大小、考
5、现有技术评价电极片的制成能力一种是通过将极片制作成扣电进行充放电测试，计算得出的嵌锂状态，但是在扣电制作中极片较脆容易掉料，导致测试出现较大偏差，制作扣电过程较多，极易造成测试不稳定，而且测试需充放电多次耗费时间较长。还有一种方式通过三电极测试来得出电极表面电位，但此种方式得到的是整片电极的电位，得到的测试值会覆盖电极局部的微量异常，局部的电极异常状态如嵌锂不足、过充析锂等不能够被表征出来，不利于分析具体问题的起因和位置。如图8所示，真实的电池拆解实例中，极片直观地显示出白色区域和正常区域，并不是完全均匀的，这就需要局部的去定量分析。
技术实现思路
1、本公开为了解决上述问题，提出了一种电池电极片表面电位测试方法及测试装置，解决未考虑极片局部电位测试需要的空缺，评估实际电芯制造时可能会出现的局部极化不均、组分分布不均、面密度差异的问题，可进行正负极片整体和局部电极电位测试的快速简易评价，考察电芯极片的制成能力，并且解决现有采用扣电测试容量损失存在偏差大、稳定性差以及耗时较长的问题。
2、根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
3、一种电池电极片表面电位测试装置，包括电压测量单元、电极夹、参比电极、容器以及电解液，所述参比电极为电位稳定的导电物质，所述电解液为含有锂盐的有机溶液；
4、将待测极片样品与所述电极夹固定连接后浸入所述电解液中，将所述参比电极与所述电极夹固定连接后浸入电解液中，静置设定时间后使用所述电压测量单元测量两电极电压差，即为待测极片局部电位。
5、进一步的，所述电压测量单元为电压表、万用表，所述参比电极为锂片、半嵌锂态的磷酸铁锂极片以及半嵌锂态的钛酸锂极片。
6、进一步的，所述锂盐包括高氯酸锂、六氟磷酸锂以及四氟硼酸锂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯等以及一定比例的混合溶液。
7、进一步的，表面电位测试在手套箱无水无氧环境下进行。
8、根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
9、一种电池电极片表面电位测试装置的测试方法，包括：
10、将异常失效电池进行拆解，对电极片进行预处理保护；
11、根据电极片表观状态对电极片进行分区；将待测极片样品与电极夹固定连接后浸入电解液中；
12、将参比电极与电极夹固定连接后浸入电解液中；
13、静置设定时间后使用电压表测量两电极电压差，即为待测极片局部电位；根据各部分电位与标准电位的比较，进行极片状态和制成能力的评价。
14、进一步的，所述将异常失效电池进行拆解，对电极片进行预处理保护，包括：
15、取待测的异常电池，在保持干燥、光线良好的拆解房中将电池拆解分离出卷芯，转移到手套箱内，在手套箱内将极片与隔膜分离，使用碳酸二甲酯进行极片表面预处理，将拆解后极片放入碳酸二甲酯浸泡，除去极片表面残留的锂盐、界面膜以及副产物。
16、进一步的，根据电极片表观状态对电极片进行分区。包括：
17、观察负极片状态，soc未达到50％时电极片状态没有发生太大的变化，soc超过50％时再增长电极片状态先变蓝，有气泡的纹路出现，后变成金黄色，表面的白色部分为析理现象，将正常区域与异常区域分区标记序号，与负极对应的正极片同样分区标记，并将不同标记的极片分条。
18、进一步的，将不同序号的极片样品分别与电极夹连接，浸入到含有有机溶剂电解液的容器内。
19、进一步的，由于电极夹间距较小，将参比电极锂片削薄后装配，与待测试电极一起浸入到含有有机溶剂电解液内，保证极片与参比电极均没入电解液液面之下。
20、进一步的，等待稳定设定时间后开始测量电位差数据，得到整个电极片各区域电位分布，直观得出电极的均匀程度，判断电极片是否出现过充析锂、过放局部异常情况。
21、与现有技术相比，本公开的有益效果为：
22、本公开提供了一种电池电极片表面电位测试装置及其测试方法，由于极片嵌锂不均匀会导致引起负极表面局部析锂，导致电池容量衰减，严重时可刺破隔膜导致内短路，进而引发热失控对电池安全性造成危害。基于对电池极片制成能力做出评价，提升电池安全可靠性的目的，对失效电池进行拆解分析，进行局部电位的测试评价极片整体均匀性十分有必要。本公开主要实现原理来自待测极片与参比电极在锂盐电解液中可以形成稳定的电位差，判断是否存在过充过放区域和电池极片生产的均匀性，提升电池健康安全性能。本专利技术提供的测试装置与方法能够进行电极片局部电位分析，不限于整块电极片，通常对整片电极进行检测得到的结果会覆盖电极局部出现的异常数值，现有检测手段只能显示电极片中央的电位，从而错过发现电池出现的局部性能隐患。本公开不同的表面形态分割进行测试，可以得到整体面密度的一致性、检测极化的大小、考察极片的制成能力，使得测试更加有针对性，对电池极片制造能力可以进行快速评价，避免后续问题放大化，同时对异常电池的问题追溯和改进具有重要的指导意义，此外，本专利技术操作步骤简便、装置简单、直观高效、成本低廉。
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1.一种电池电极片表面电位测试装置，其特征在于，包括电压测量单元、电极夹、参比电极、容器以及电解液，所述参比电极为电位稳定的导电物质，所述电解液为含有锂盐的有机溶液；
2.如权利要求1所述的一种电池电极片表面电位测试装置，其特征在于，所述电压测量单元为电压表、万用表，所述参比电极为锂片、半嵌锂态的磷酸铁锂极片以及半嵌锂态的钛酸锂极片。
3.如权利要求1所述的一种电池电极片表面电位测试装置，其特征在于，所述锂盐包括高氯酸锂、六氟磷酸锂以及四氟硼酸锂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯等以及一定比例的混合溶液。
4.如权利要求1所述的一种电池电极片表面电位测试装置，其特征在于，表面电位测试在手套箱无水无氧环境下进行。
5.基于权利要求1-4任一项所述的一种电池电极片表面电位测试装置的测试方法，其特征在于，包括：
6.如权利要求5所述的一种电池电极片表面电位测试装置的测试方法，其特征在于，所述将异常失效电池进行拆解，对电极片进行预处理保护，包括：
7.如权利要求5所述的一种电
8.如权利要求7所述的一种电池电极片表面电位测试装置的测试方法，其特征在于，将不同序号的极片样品分别与电极夹连接，浸入到含有有机溶剂电解液的容器内。
9.如权利要求7所述的一种电池电极片表面电位测试装置的测试方法，其特征在于，由于电极夹间距较小，将参比电极锂片削薄后装配，与待测试电极一起浸入到含有有机溶剂电解液内，保证极片与参比电极均没入电解液液面之下。
10.如权利要求9所述的一种电池电极片表面电位测试装置的测试方法，其特征在于，等待稳定设定时间后开始测量电位差数据，得到整个电极片各区域电位分布，直观得出电极的均匀程度，判断电极片是否出现过充析锂、过放局部异常情况。
...【技术特征摘要】
1.一种电池电极片表面电位测试装置，其特征在于，包括电压测量单元、电极夹、参比电极、容器以及电解液，所述参比电极为电位稳定的导电物质，所述电解液为含有锂盐的有机溶液；
2.如权利要求1所述的一种电池电极片表面电位测试装置，其特征在于，所述电压测量单元为电压表、万用表，所述参比电极为锂片、半嵌锂态的磷酸铁锂极片以及半嵌锂态的钛酸锂极片。
3.如权利要求1所述的一种电池电极片表面电位测试装置，其特征在于，所述锂盐包括高氯酸锂、六氟磷酸锂以及四氟硼酸锂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯等以及一定比例的混合溶液。
4.如权利要求1所述的一种电池电极片表面电位测试装置，其特征在于，表面电位测试在手套箱无水无氧环境下进行。
5.基于权利要求1-4任一项所述的一种电池电极片表面电位测试装置的测试方法，其特征在于，包括：
6.如权利要求5所述的一种电池...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭鑫，刘德芳，梁士硕，王晓亚，韩友国，
申请(专利权)人：安徽得壹能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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