制程对锂离子电池铝外壳与负极间电压影响的分析方法技术

本发明专利技术一种制程对锂离子电池铝外壳与负极间电压影响的分析方法，其通过：1)负极与壳内壁接触短路分析实验、2)化成未充到电电池的分析实验、3)电解液粘附于铝外壳和负极间的电池的分析实验、4)铝外壳与负极被金属搭接的电池分析试验、5)PACK串联电池中铝壳碰接电池的实验、6)壳电压正常品与不合格品电压值对比实验、7)壳电压偏低电池的正短实验、8)壳电压偏低电池的铝壳腐蚀机理实验等一系列的实验分析生产支持对锂离子电池外壳与负极电压的影响，为后期改善预防该类问题，提高锂离子电池产品质量等方面提供支持。

【技术实现步骤摘要】
制程对锂离子电池铝外壳与负极间电压影响的分析方法
本专利技术涉及电池制备技术，特别是通过产线制程对锂离子电池铝外壳与负极电压影响的研究，具体的，其展示一种制程对锂离子电池铝外壳与负极间电压影响的分析方法。
技术介绍
随着全球能源日趋消耗及环境污染不断加剧，作为绿色环保新能源的锂离子电池引起了大家的高度重视和青睐；为减少传统汽油车尾气污染，锂离子电池正逐步运用到纯电动大巴、轿车等领域，锂离子电池的安全性和寿命就成为大家关注的焦点，但锂离子电池铝外壳与负极电压偏低，会引起壳腐蚀，严重时会腐穿壳体，导致电解液流出，对安全性和寿命存在严重的不利隐患；因此，搞清楚在实际制造生产过程中，导致锂离子电池铝外壳与负极电压偏低的制程因素，对于后期改善预防该类问题，提高锂离子电池产品质量等方面都具有重要的指导意义。因此，有必要提供一种制程对锂离子电池铝外壳与负极间电压影响的分析方法来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术通过如下技术方案实现上述目的：一种制程对锂离子电池铝外壳与负极间电压影响的分析方法，包括如下分析实验：1)负极与壳内壁接触短路分析实验：选用①分切后空箔部位毛刺较长的负极片、②卷芯负极耳绝缘胶带移位、③卷芯负极耳金属部位与铝壳内壁接触、④卷芯外圈隔膜破损负极片与铝壳内壁接触，将①～④分别做成电池；①～④分别做成电池，开口经化成后，测试铝外壳与负极电压2)化成未充到电电池的分析实验：S1，将因开口化成柜柜点接触不好，导致未充到电的电池(0％SOC)选出，测试其壳电压；S2，将该类电池再次重新化成均充到电后(0.05C恒流充电2h，10％SOC)，复测壳电压；S3，根据S1，S2绘制对比化成有无充到电对壳电压的影响，电压曲线图图2；3)电解液粘附于铝外壳和负极间的电池的分析实验：S1：分别取将合格电池中开口化成后电解液粘附于铝外壳和负极间的电池、以及铝外壳洁净的合格电池各5只；S2，分别测试对比各自壳电压；4)铝外壳与负极被金属搭接的电池分析试验：S1,取铝外壳与负极被金属部件搭接的电池，及未被金属部件搭接的合格电池各5只；S2，进行取化成、分容、PACK周转和测试过程，测试对比各自壳电压；S3，取6只壳电压在1～2V内的合格电池，2只一组共3组，测试初始壳电压，然后分别用金属导线搭接铝外壳与负极，搭接时间分别为5S、1h、18h，移去金属导线，测试静置0S、2h、24h、48h、7d各时间段各组的壳电压；S4，取壳电压为1～2V的合格电池，用导线将其外壳与负极搭接，并用透明胶带固定好，，然后以0.5C倍率对其连续充放电10周，查看铝壳腐蚀情况；5)PACK串联电池中铝壳碰接电池的实验：取在制程PACK站，出现不同节数电池铝壳碰接的模组电池，2个样品模组电池，测试记录各模组各节电池的壳电压；然后对2个样品模组进行0.5C循环；6)壳电压正常品与不合格品电压值对比实验：取产线化成分容后壳电压合格与NG的批量产电池，测试各自壳电压数据；7)壳电压偏低电池的正短实验取负极与铝壳内壁短路类电池即壳电压为0V电池2只，1.4中负极与铝壳外壁短路类电池中，壳电压在0.1～0.3V范围电池2只，壳电压在0.3～0.5V范围电池2只，测试其初始的壳电压，然后用导线碰接导通电池正极与铝外壳2h后，移去导线，测试此时电池的开始壳电压，静置7天后再次测试壳电压，然后做循环测试(0.5C充电至100％SOC，0.5C放电至2.0V),测试循环后的壳电压及对比铝外壳腐蚀情况；8)壳电压偏低电池的铝壳腐蚀机理实验：查阅北京大学化学与分子工程学院倪江锋等人的《锂离子电池集流体的研究》文献中，关于集流体AL本身嵌锂性能的研究，发现AL在低电压0.2～0.4V平台段，发生锂铝合金的副反应。与现有技术相比，本专利技术通过一系列的实验分析生产支持对锂离子电池外壳与负极电压的影响，为后期改善预防该类问题，提高锂离子电池产品质量等方面提供支持。附图说明图1是本专利技术的实施例的实验1的示意图；图2是本专利技术的实施例的实验2的示意图；图3是本专利技术的实施例的实验3的示意图；图4是本专利技术的实施例的实验4的示意图之一；图5是本专利技术的实施例的实验4的示意图之二；图6是本专利技术的实施例的实验4的示意图之三；图7是本专利技术的实施例的实验5的示意图之一；图8是本专利技术的实施例的实验5的示意图之二；图9是本专利技术的实施例的实验5的示意图之三；图10是本专利技术的实施例的实验6的示意图；图11是本专利技术的实施例的实验7的示意图之一；图12是本专利技术的实施例的实验7的示意图之二；图13是本专利技术的实施例的实验7的示意图之一；图14是本专利技术的实施例的实验7的示意图之二；具体实施方式实施例：本实施例展示一种制程对锂离子电池铝外壳与负极间电压影响的分析方法，包括如下分析实验1)负极与壳内壁接触短路分析实验：选用①分切后空箔部位毛刺较长的负极片、②卷芯负极耳绝缘胶带移位、③卷芯负极耳金属部位与铝壳内壁接触、④卷芯外圈隔膜破损负极片与铝壳内壁接触，将①～④分别做成电池；①～④分别做成电池，开口经化成后，测试铝外壳与负极电压，结果如表1；再经续化成和分容，然后循环5次(0.5C充电至100％SOC，0.5C放电至2.0V)，对比铝壳腐蚀情况，结果如下表：类型化成分容后壳电压/V方案①0方案②0方案③0方案④0由表中可以看得出，负极与铝壳内壁短路类电池的壳电压全部为0V，说明电池内部，卷芯负极与壳内壁发生接触短路时，会造成铝外壳与负极短路，壳电压偏低不良；在此低电压状态下，锂离子电池经几次短暂充放电后，铝壳腐蚀情况参照图1所展示的四组腐蚀照片；参照图1，可以得出负极与铝壳内壁短路类电池，经过短暂几次充放电后，铝壳最薄处的防爆阀出现腐蚀，腐穿后电解液流出；原因在于制程中的负极分切站毛刺、卷绕或组装站的极耳贴胶、组装站的极耳焊接、组装站的卷芯入壳，四个制程因素均易出现负极与壳内壁接触短路，从而引起后续壳电压偏低不良的问题，电池充放电过程中，铝壳发生电化学腐蚀。2)化成未充到电电池的分析实验：S1，将因开口化成柜柜点接触不好，导致未充到电的电池(0％SOC)选出，测试其壳电压；S2，将该类电池再次重新化成均充到电后(0.05C恒流充电2h，10％SOC)，复测壳电压；S3，根据S1，S2绘制对比化成有无充到电对壳电压的影响，电压曲线图图2，参照图2，可以得出：化成未充到电的电池，即初始SOC为0％时，电池壳电压异常偏低均为负值，分布在-50mV～-100mV之间；当对这些电池重新化成充到电后，即初始SOC为10％后，电池壳电压全部变为正值，分布在1.5-2.0V之间；说明化成如果未充上电，此因素也会出现电池壳电压偏低的问题。3)电解液粘附于铝外壳和负极间的电池的分析实验：S1：分别取将合格电池中开口化成后电解液粘附于铝外壳和负极间的电池、以及铝外壳洁净的合格电池各5只；S2，分别测试对比各自壳电压；参照图3，可以得出化成后的带电锂离子电池，外壳洁净品的壳电压全部在1～2V范围内；若铝外壳和负极间粘附导电的电解液液体，即被电解液导通铝外壳与负极，则壳体电压全部偏低，分布在0～0.4V范围内；说明导电液体粘附于带电锂离子电池的铝外壳与负极间，也是导致壳电压偏低的制程因素之一。4)铝外壳与负极被金属搭接的电池分析试验：S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制程对锂离子电池铝外壳与负极间电压影响的分析方法，包括如下分析实验1)负极与壳内壁接触短路分析实验：选用①分切后空箔部位毛刺较长的负极片、②卷芯负极耳绝缘胶带移位、③卷芯负极耳金属部位与铝壳内壁接触、④卷芯外圈隔膜破损负极片与铝壳内壁接触，将①～④分别做成电池；①～④分别做成电池，开口经化成后，测试铝外壳与负极电压2)化成未充到电电池的分析实验：S1，将因开口化成柜柜点接触不好，导致未充到电的电池(0％SOC)选出，测试其壳电压；S2，将该类电池再次重新化成均充到电后(0.05C恒流充电2h，10％SOC)，复测壳电压；S3，根据S1，S2绘制对比化成有无充到电对壳电压的影响，电压曲线图图2；3)电解液粘附于铝外壳和负极间的电池的分析实验：S1：分别取将合格电池中开口化成后电解液粘附于铝外壳和负极间的电池、以及铝外壳洁净的合格电池各5只；S2，分别测试对比各自壳电压；4)铝外壳与负极被金属搭接的电池分析试验：S1,取铝外壳与负极被金属部件搭接的电池，及未被金属部件搭接的合格电池各5只；S2，进行取化成、分容、PACK周转和测试过程，测试对比各自壳电压；S3，取6只壳电压在1～2V内的合格电池，2只一组共3组，测试初始壳电压，然后分别用金属导线搭接铝外壳与负极，搭接时间分别为5S、1h、18h，移去金属导线，测试静置0S、2h、24h、48h、7d各时间段各组的壳电压；S4，取壳电压为1～2V的合格电池，用导线将其外壳与负极搭接，并用透明胶带固定好，，然后以0.5C倍率对其连续充放电10周，查看铝壳腐蚀情况；5)PACK串联电池中铝壳碰接电池的实验：取在制程PACK站，出现不同节数电池铝壳碰接的模组电池，2个样品模组电池，测试记录各模组各节电池的壳电压；然后对2个样品模组进行0.5C循环；6)壳电压正常品与不合格品电压值对比实验：取产线化成分容后壳电压合格与NG的批量产电池，测试各自壳电压数据；7)壳电压偏低电池的正短实验取负极与铝壳内壁短路类电池即壳电压为0V电池2只，1.4中负极与铝壳外壁短路类电池中，壳电压在0.1～0.3V范围电池2只，壳电压在0.3～0.5V范围电池2只，测试其初始的壳电压，然后用导线碰接导通电池正极与铝外壳2h后，移去导线，测试此时电池的开始壳电压，静置7天后再次测试壳电压，然后做循环测试(0.5C充电至100％SOC，0.5C放电至2.0V),测试循环后的壳电压及对比铝外壳腐蚀情况；8)壳电压偏低电池的铝壳腐蚀机理实验：查阅北京大学化学与分子工程学院倪江锋等人的《锂离子电池集流体的研究》文献中，关于集流体AL本身嵌锂性能的研究，发现AL在低电压0.2～0.4V平台段，发生锂铝合金的副反应。...

【技术特征摘要】
1.一种制程对锂离子电池铝外壳与负极间电压影响的分析方法，包括如下分析实验1)负极与壳内壁接触短路分析实验：选用①分切后空箔部位毛刺较长的负极片、②卷芯负极耳绝缘胶带移位、③卷芯负极耳金属部位与铝壳内壁接触、④卷芯外圈隔膜破损负极片与铝壳内壁接触，将①～④分别做成电池；①～④分别做成电池，开口经化成后，测试铝外壳与负极电压2)化成未充到电电池的分析实验：S1，将因开口化成柜柜点接触不好，导致未充到电的电池(0％SOC)选出，测试其壳电压；S2，将该类电池再次重新化成均充到电后(0.05C恒流充电2h，10％SOC)，复测壳电压；S3，根据S1，S2绘制对比化成有无充到电对壳电压的影响，电压曲线图图2；3)电解液粘附于铝外壳和负极间的电池的分析实验：S1：分别取将合格电池中开口化成后电解液粘附于铝外壳和负极间的电池、以及铝外壳洁净的合格电池各5只；S2，分别测试对比各自壳电压；4)铝外壳与负极被金属搭接的电池分析试验：S1,取铝外壳与负极被金属部件搭接的电池，及未被金属部件搭接的合格电池各5只；S2，进行取化成、分容、PACK周转和测试过程，测试对比各自壳电压；S3，取6只壳电压在1～2V内的合格电池，2只一组共3组，测试初始壳电压，然后分别用金属导线搭接铝外壳与负极，搭接时间分别为5S、1h、18h，移去金属导线，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大峰，刘炜，刘丽，
申请(专利权)人：国轩新能源苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32