一种评价锂离子电池极片的脆性损伤的方法技术

本发明专利技术提供了一种评价锂离子电池极片的脆性损伤的方法，所述极片包括集流体和附着在该集流体上的电极材料，其中，该方法包括将极片卷绕成电极卷，沿着该电极卷的径向方向进行挤压，然后将该电极卷展开，根据极片弯折处的集流体开裂和／或电极材料脱落的情况评价极片的脆性损伤程度。本发明专利技术提供的评价锂离子电池极片的脆性损伤的方法简单易行，准确可靠，根据极片的脆性损伤的程度可以指导并优化电极材料的合成配方以及极片卷绕的工艺参数等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
锂离子电池具有体积小、工作电压高、比能量高、循环寿命长、无记忆 效应以及无污染等优点，已经越来越广泛地应用于各种便携电子产品。由正极和负极活性材料所组成的正负极片是锂离子电池电芯的核心组 成部分，其性能的优劣直接影响到二次电池的容量、循环性能以及安全性能。在电池制作过程中，特别是巻绕和挤压的过程中，极片的弯折处会出现 不可恢复的折痕，掉料，甚至断裂等现象，这种现象叫做极片的脆性损伤。 目前通用的锂离子电池制造工艺都是将正负极片以及隔膜绕着一定形状的 巻针巻绕起来装入扁平的外壳中。在这个过程中极片必须要进行弯折，因此， 在弯折处不可避免地会发生脆性损伤。特别是随着高容量电池的不断开发， 电池的体积能量密度逐渐提高，其实相当于电池极片的单位面积敷料量和压 实密度都在不断提高。在这种高密度条件下，极片的脆性损伤更容易发生并 且更加严重。极片的脆性损伤将会对电池性能，特别是循环性能造成不可忽 略的影响。虽然极片脆性损伤的发生不可避免，但并不是所有的损伤都会对电池造 成十分严重的影响，根据极片脆性损伤的程度不同，对电池性能造成的影响 也不同。在电池生产以及研发过程中，必须尽量使极片的脆性损伤最低，对 电池性能的影响最小。但如何衡量以及区分极片的脆性损伤程度，目前还没 有一种准确有效的方法，这给锂离子电池的生产和研发带来了很大的不便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中缺少准确有效地评价锂离子电池极 片的脆性损伤的方法的问题，提供一种能够准确有效地评价锂离子电池极片 的脆性损伤的方法。本专利技术提供了，所述极片包 括集流体和附着在该集流体上的电极材料，其中，该方法包括将极片巻绕成 电极巻，沿着该电极巻的径向方向进行挤压，然后将该电极巻展开，根据极 片弯折处的集流体开裂和/或电极材料脱落的情况评价极片的脆性损伤程度。本专利技术提供的评价锂离子电池极片的脆性损伤的方法简单易行，准确可 靠，根据极片的脆性损伤的程度可以指导并优化电极材料的合成配方以及极 片巻绕的工艺参数等。附图说明图l用于说明本专利技术的评价锂离子电池极片的脆性损伤的方法中四级损伤的胶纸上粘附的损伤处脱落的电极材料的情况；图2用于说明本专利技术的评价锂离子电池极片的脆性损伤的方法中五级损伤的胶纸上粘附的损伤处脱落的电极材料的情况；图3用于说明本专利技术的评价锂离子电池极片的脆性损伤的方法中六级损伤的胶纸上粘附的损伤处脱落的电极材料的情况；图4用于说明本专利技术的评价锂离子电池极片的脆性损伤的方法中零级损伤的胶纸上粘附的损伤处脱落的电极材料的情况；图5为本专利技术实施例1中胶纸上粘附的正极材料的情况； 图6为本专利技术实施例2中胶纸上粘附的正极材料的情况； 图7为本专利技术实施例3中胶纸上粘附的正极材料的情况； 图8为本专利技术实施例4中胶纸上粘附的正极材料的情况。具体实施例方式本专利技术提供的评价锂离子电池极片的脆性损伤的方法所述极片包括集 流体和附着在该集流体上的电极材料，其中，该方法包括将极片巻绕成电极 巻，沿着该电极巻的径向方向进行挤压，然后将该电极巻展开，根据极片弯 折处的集流体开裂和/或电极材料脱落的情况评价极片的脆性损伤程度。根据集流体开裂和/或电极材料脱落的情况评价极片的脆性损伤程度的 方法包括若出现集流体开裂和/或电极材料脱落使集流体暴露，则评价为严 重损伤，使用该极片所制作的电池风险高；若没有出现上述现象则评价为轻 微损伤，使用该极片所制作的电池风险相对较低。其中，根据损伤程度，可以将严重损伤分为若干等级，例如，可以分为 3个等级集流体断裂为一级损伤；集流体出现裂痕为二级损伤；电极材料 脱落使集流体暴露为三级损伤。为了对多个极片的脆性损伤程度进行比较，本专利技术的评价方法还可以将 轻微损伤分为多个等级。将轻微损伤分为若干等级的方法为在极片弯折处 的内侧贴胶纸，再将极片与胶纸分离，由于弯折过程中弯折处的电极材料会 发生脱落，所以只能将完好部分的电极材料粘附在胶纸上，而在损伤处出现 断裂带。根据胶纸上粘附的弯折损伤处周围的电极材料的情况，将极片轻微 损伤的程度划分等级。例如，可以将极片轻微损伤的程度分为4个等级胶 纸上粘附的电极材料出现平均宽度大于2毫米的断裂带，且带长与极片宽度 之比为0.9-1: 1，为四级损伤，为四级损伤，如图l所示；胶纸上粘附的电 极材料出现平均宽度不大于2毫米的断裂带，且带长与极片宽度之比为0.7-l: 1，为五级损伤，如图2所示；胶纸上粘附的电极材料出现不连续的断裂带， 且带长总和与极片宽度之比为0.3-0.7:1，为六级损伤，如图3所示；胶纸上 粘附的电极材料出现不连续的断裂带，且带长与极片宽度之比小于0.3，或者胶纸上粘附的电极材料没有出现断裂带，为零级损伤，如图4所示。所述 断裂带是指胶纸上没有粘附电极材料的区域，如图l-4中的空白区域。在比较多个极片的脆性损伤时，损伤等级越高，则说明脆性损伤越严重， 例如， 一级损伤比二级损伤严重。在比较损伤程度为相同等级的极片时，可 以通过比较胶纸上粘附的电极材料的形貌来比较脆性的损伤程度，胶纸上所 呈现出的断裂带越细，电极材料层相通处越多，表明该极片的脆性损伤越小。根据不同电池生产者对极片脆性损伤程度的要求不同，可以将不同损伤 等级的极片定为合格或者不合格。优选情况下， 一级损伤、二级损伤、三级 损伤和四级损伤的极片为不合格，五级损伤、六级损伤和零级损伤的极片为 合格。其中，所述将极片巻绕成巻的方法优选为将正极片、隔膜和负极片叠放， 然后使用巻绕机将其巻绕成电芯。更优选情况下，所述将极片巻绕成巻的方 法为用巻绕机将极片巻绕成与制作电池过程中的电芯具有相同直径的巻。根据本专利技术提供的方法，所述将电极巻挤压的条件包括压力为0.1-0.8 兆帕，时间为1-10秒。但是，对于一组平行测试，即对多个极片的脆性损 伤进行比较时，要用相同的过程和时间进行挤压。本方法中压力大小和挤压时间可以根据极片的不同而有所区别。例如， 在评价正极片时，由于正极片比负极片更容易断裂，可以选择较小的压力， 以免发生全部断裂而无法区分的情况。但挤压的压力不能太低，因为电芯装 入外壳后不可避免要承受一定的外压力。所述贴胶纸过程用的压力为10-100千帕，时间为l-30秒。对于一组平 行测试，贴胶纸的压力和时间要固定，而且要用同种胶纸。为了便于观察胶 纸上粘附的损伤处脱落的电极材料的情况，所述胶纸优选为透明胶纸，且该 透明胶纸的长度不小于极片的宽度，宽度不小于1厘米。所述极片弯折处可以为在挤压电极巻时形成的弯折处中的一个或多个，优选为最靠近电极巻轴心的弯折处。对于一组平行测试，贴胶纸的弯折处的 位置需要固定，例如，可以全部为最靠近电极巻轴心的弯折处，也可以全部 为最靠近外侧的弯折处，优选为最靠近电极巻轴心的弯折处，因为此处的极 片脆性损伤最严重，可以更准确地比较多个极片的脆性损伤程度。所述将电极巻展开过程中展开后的弯折处的内夹角可以为90-180度， 但是，对于一组平行测试，展开的角度要恒定。为了方便控制操作，优选情 况下，展开的角度为180度。下面，将通过实施例对本专利技术进行更详细的描述。实施例1本实施例用于说明本专利技术提供的评价极片脆性损伤的方法。 正极片的制备将1.5重量份聚偏二氟乙烯溶解于36重量份的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评价锂离子电池极片的脆性损伤的方法，所述极片包括集流体和附着在该集流体上的电极材料，其特征在于，该方法包括将极片卷绕成电极卷，沿着该电极卷的径向方向挤压该电极卷，根据极片弯折处的集流体开裂和／或电极材料脱落的情况评价极片的脆性损伤程度。

【技术特征摘要】
1、一种评价锂离子电池极片的脆性损伤的方法，所述极片包括集流体和附着在该集流体上的电极材料，其特征在于，该方法包括将极片卷绕成电极卷，沿着该电极卷的径向方向挤压该电极卷，根据极片弯折处的集流体开裂和/或电极材料脱落的情况评价极片的脆性损伤程度。2、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述将极片巻绕成电极巻的方 法包括将正极片、隔膜和负极片叠放，然后巻绕成电芯。3、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述将极片巻绕成电极巻的方 法包括将极片巻绕成与制作电池过程中的电芯具有相同直径的巻。4、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述将电极巻进行挤压的条件 包括压力为0.1-0.8兆帕，时间为1-10秒。5、 根据权利要求1所述的方法，其中，根据集流体开裂和/或电极材料 脱落的情况评价极片的脆性损伤程度的方法包括:若出现集流体开裂和/或电 极材料脱落使集流体暴露，则评价为严重损伤；若没有出现上述现象则评价 为轻微损伤。6、 根据权利要求5所述的方法，其中，所述严重损伤分为3个等级 集流体断裂为一级损伤；集流体出现裂痕为二级损伤；电极材料脱落使集流 体暴露为三级损伤。7、 根据权利要求5所述的方法，其中，该方法还包括将轻微损伤分为 多个等级，将轻微损伤分为多个等级...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘峰，刁家喜，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]