專利名稱：一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有高工作電壓、高比能量、能量密度大、輸出功率高、循環(huán)壽命長、無環(huán)境污染等優(yōu)點，不僅在移動式通訊設(shè)備和便攜式電子設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用，而且也廣泛應(yīng)用于電動汽車、電動自行車以及電動工具等大中型電動設(shè)備方面，因此對鋰離子電池的性能要求越來越高，是目前各大電池廠家發(fā)展的主要方向。眾所周知，鋰離子電池由正極、負(fù)極、電解液、隔膜、殼體等部分組成，目前，對于正極、負(fù)極、電解液和隔膜材料種類及行為的研究很多，而對于電池殼在鋰離子電池體系中穩(wěn)定性進(jìn)行評價的技術(shù)方案很欠缺，不能準(zhǔn)確檢測鋰離子電池的電池殼在電池內(nèi)部環(huán)境(如電解液)中的穩(wěn)定性?！ひ虼?，目前迫切需要開發(fā)出一種技術(shù)，其可以對鋰離子電池的電池殼在電池內(nèi)部環(huán)境(如電解液)電解液中的穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，從而避免鋰離子電池由于電池殼的腐蝕而導(dǎo)致的對電池性能產(chǎn)生的負(fù)面影響，保證鋰離子電池的使用壽命和安全性能。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法，其可以對鋰離子電池的殼體在電池內(nèi)部環(huán)境(如電解液)中的穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，從而避免鋰離子電池由于電池殼體的腐蝕而導(dǎo)致的對電池性能產(chǎn)生的負(fù)面影響，保證鋰離子電池的使用壽命和安全性能，其操作簡單方便，且檢測效率高，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。為此，本發(fā)明提供了一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法，包括步驟
第一步截取鋰離子電池殼體一部分作為測試電極，然后浸入到電解液中；
第二步實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第一交流阻抗變化曲線； 第三步在測試電極上施加按照預(yù)設(shè)速度勻速變化的檢測電壓，獲得測試電極的自身
電位變化曲線；
第四步再次實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第二交流阻抗變化曲線.
第五步對所述測試電極的第一交流阻抗變化曲線和第二交流阻抗變化曲線進(jìn)行匹配比較，根據(jù)匹配結(jié)果，判斷所述作為測試電極的電池殼體在電解液的穩(wěn)定性。其中，所述第二步具體為在測試電極上施加以正弦波變化的電壓，然后實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第一交流阻抗變化曲線。其中，所述第四步具體為再次在測試電極上施加以正弦波變化的電壓，然后實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第二交流阻抗變化曲線。其中，所述第三步中還可以包括子步驟繼續(xù)多次在測試電極上施加按照預(yù)設(shè)速度勻速變化的檢測電壓，獲得多次測試電極的自身電位變化曲線并進(jìn)行比較，如果在多次測試電極的自身電位變化曲線中，分別具有的測試電極的自腐蝕電位的差值在預(yù)設(shè)自腐蝕電位變化范圍之內(nèi)，確認(rèn)所述作為測試電極的電池殼體在電解液的穩(wěn)定性好，反之，確認(rèn)所述作為測試電極的電池殼體在電解液的穩(wěn)定性較差；
所述自腐蝕電位為極化電流密度最低點所對應(yīng)的電位。其中，所述預(yù)設(shè)自腐蝕電位變化范圍為(To. IV。其中，所述電解液放置在一個廣口瓶中，所述廣口瓶中還包括有對電極和參比電極，所述測試電極、對電極和參比電極組成的三電極測試單元浸入到電解液中。其中，所述廣口瓶頂部開口且設(shè)置有一個密封塞，所述密封塞上貫穿插入有三根導(dǎo)線；
所述導(dǎo)線位于廣口瓶上方的一端與一臺電池性能測試設(shè)備相連接，每根所述導(dǎo)線插入到廣口瓶內(nèi)的一端固定連接有一個鉗夾，所述鉗夾分別與所述測試電極、對電極和參比電極相連接。其中，所述電池性能測試設(shè)備為電化學(xué)工作站，所述電化學(xué)工作站用于在測試電極上施加按照預(yù)設(shè)速度勻速變化的檢測電壓，以及在測試電極上施加以正弦波變化的電壓，實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第一交流阻抗變化曲線和第二交流阻抗變化曲線。由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法，其可以對鋰離子電池的電池殼體在電池內(nèi)部環(huán)境(如電解液)中的穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，從而避免鋰離子電池由于電池殼體的腐蝕而導(dǎo)致的對電池性能產(chǎn)生的負(fù)面影響，保證鋰離子電池的使用壽命和安全性能，其操作簡單方便，且檢測效率聞，具有重大的生廣實踐意義。


圖I為本發(fā)明提供的一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法的流程 圖2為本發(fā)明提供的一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法中要放入到電解液中的作為測試電極的一段電池殼體的正面結(jié)構(gòu)不意 圖3為本發(fā)明提供的一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法中要放入到電解液中的作為測試電極的一段電池殼體的背面結(jié)構(gòu)不意 圖4為本發(fā)明提供的一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法中作為測試電極的一段電池殼體和對電極、參比電極組成的三電極測試單元的結(jié)構(gòu)示意 圖5為實施例I中的圓柱型電池殼體一的極化掃描曲線圖，橫坐標(biāo)為極化掃描電壓(V)，縱坐標(biāo)為作為測試電極的電池殼中通電極化電流(μ A)的對數(shù)；
圖6為實施例I中的圓柱型電池殼體一的交流阻抗譜，其中左上角的小圖為高頻區(qū)的放大示意 圖7為圖6所示實施例I中的圓柱型電池殼體一的交流阻抗譜在高頻區(qū)的放大示意
圖8為實施例I中的圓柱型電池殼體一的多次極化掃描結(jié)果示意圖，橫坐標(biāo)為極化掃描電壓(V)，縱坐標(biāo)為作為測試電極的電池殼中通電極化電流(μ Α)的對數(shù)；
圖9為實施例2中的圓柱型電池殼體二的多次極化掃描結(jié)果，橫坐標(biāo)為極化掃描電壓(V)，縱坐標(biāo)為作為測試電極的電池殼中通電極化電流(μ A)的對數(shù)；
圖中，I為廣口瓶，2為密封塞，3為導(dǎo)線，4為測試電極，5為對電極，6為參比電極，7為電解液，8為鉗夾。
具體實施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。參見圖1，本發(fā)明提供了一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法，包括以下步驟 第一步截取鋰離子電池殼體一部分作為測試電極(具體可以為與對電極、參比電極
組成三電極測試單元，目的在于進(jìn)行電化學(xué)三電極測試)，然后浸入到電解液中；
第二步實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第一交流阻抗變化曲線； 第二步具體為在測試電極上施加以正弦波變化的電壓，然后實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第一交流阻抗變化曲線；
第三步在測試電極上施加按照預(yù)設(shè)速度勻速變化的檢測電壓(即以預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行極化掃描)，獲得測試電極的自身電位變化曲線；
第四步再次實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第二交流阻抗變化曲線.
第四步具體為再次在測試電極上施加以正弦波變化的電壓，然后實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第二交流阻抗變化曲線；
第五步對所述測試電極的第一交流阻抗變化曲線和第二交流阻抗變化曲線進(jìn)行匹配比較，根據(jù)匹配結(jié)果，判斷所述作為測試電極的電池殼體在電解液的穩(wěn)定性；具體為如果不相匹配(即不相同，發(fā)生變化)，則確認(rèn)所述作為測試電極的電池殼體在電解液的穩(wěn)定性較差，所述電池殼體在電解液中的阻抗在施加上檢測電壓后容易發(fā)生變化，性能不穩(wěn)定，容易發(fā)生腐蝕反應(yīng)，反之，如果相匹配，確認(rèn)所述作為測試電極的電池殼體在電解液的穩(wěn)定性好。具體實現(xiàn)上，所述第三步中還可以包括子步驟繼續(xù)多次在測試電極上施加按照預(yù)設(shè)速度勻速變化的檢測電壓(即以預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行極化掃描)，獲得多次測試電極的自身電位變化曲線(即極化曲線)并進(jìn)行比較，如果在多次測試電極的自身電位變化曲線中，分別具有的測試電極的自腐蝕電位(即極化電流密度最低點所對應(yīng)的電位，例如圖5中的
2.05V)的差值在預(yù)設(shè)自腐蝕電位變化范圍之內(nèi)，確認(rèn)所述作為測試電極的電池殼體在電解液的穩(wěn)定性好，反之，確認(rèn)所述作為測試電極的電池殼體在電解液的穩(wěn)定性較差。需要說明的是，在電化學(xué)中，自腐蝕電位即通過對極化曲線中的陰極極化直線和陽極極化直線做延長，其交點所對應(yīng)的縱坐標(biāo)即為自腐蝕電流的對數(shù)值，橫坐標(biāo)即自腐蝕電位。在本發(fā)明中自腐蝕電位用于不同材料耐腐蝕性相對的比較，所以可簡化為極化電流密度最低點所對應(yīng)的電位。在本發(fā)明中，所述預(yù)設(shè)自腐蝕電位變化范圍可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，例如可以為O、. IV，這時候，只要多次測試電極的自身電位變化曲線中分別具有的測試電極的自腐蝕電位的差值在(To. IV，那么可以認(rèn)為鋰離子電池殼體在該鋰離子電池的電解液
中穩(wěn)定。
在本發(fā)明中，所述檢測電壓的電壓范圍根據(jù)所述電池殼體所在鋰離子電池的電壓范圍來確定，即不超過所述電池殼體所在鋰離子電池的電壓范圍。具體為如果電池殼體在鋰離子電池中與正極為一體，則與正極的電壓變化范圍一致，可設(shè)定為:T5V或(T5V之間的任意電壓段；如果該電池殼體在鋰離子電池中與負(fù)極為一體，則與負(fù)極的電壓變化范圍一致，可設(shè)定為(T3V之間的任意電壓段。在對作為檢測電極的電池殼體的極化掃描結(jié)束后，將三電極測試單元靜置30min以上，待其電壓穩(wěn)定后，再進(jìn)行交流阻抗譜測試。在本發(fā)明中，具體實現(xiàn)上，參考圖4，所述電解液7放置在一個廣口瓶I中，所述測試電極4 (如一段電池殼體)、對電極5 (如鋰電極)和參比電極6 (如鋰電極)組成的三電極測試單元浸入到電解液7中，所述廣口瓶I頂部開口且設(shè)置有一個密封塞2，所述密封塞2上貫穿插入有至少一根導(dǎo)線3，所述導(dǎo)線3插入到廣口瓶I內(nèi)部，具體為所述密封塞2上插入有三根導(dǎo)線3，所述導(dǎo)線3與所述密封塞2之間為密封連接，所述導(dǎo)線3不會影響到廣口瓶I的密封性。具體實現(xiàn)上，所述密封塞2為橡膠塞，當(dāng)然也可以由其他密封材質(zhì)的塞子代替。所 述導(dǎo)線3外部覆蓋有絕緣層，可以防止相鄰導(dǎo)線相互之間發(fā)生短路。在本發(fā)明中，所述導(dǎo)線3位于廣口瓶I上方的一端與一臺電池性能測試設(shè)備相連接，每根所述導(dǎo)線3插入到廣口瓶I內(nèi)的一端固定連接有一個鉗夾8，所述鉗夾8例如為鱷魚夾等，所述鉗夾8為采用鎳或銅材質(zhì)制成的夾子，所述鉗夾8分別與所述測試電極4 (如一段電池殼體)、對電極5 (如鋰電極)和參比電極6相連接，用于將所述測試電極4 (如一段電池殼體)、對電極5 (如鋰電極)和參比電極6 (如鋰電極)組成的三電極測試單元連接到導(dǎo)線3另一端的電池性能測試設(shè)備上。在本發(fā)明中，所述電池性能測試設(shè)備用于檢測獲得測試電極的交流阻抗曲線以及按照預(yù)設(shè)速度勻速變化的檢測電壓(即以預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行極化掃描)對測試電極進(jìn)行掃描，而獲得測試電極的自身電位變化曲線(即極化掃描曲線)。需要說明的是，通過控制掃描對象的電極電位或者電流密度的值，測定相應(yīng)的電流密度或者電位的變化而得到的電極電位與電流密度的關(guān)系曲線，被稱為極化掃描曲線。在本發(fā)明中，具體實現(xiàn)上，所述電池性能測試設(shè)備可以為多種型號的電化學(xué)工作站，所述電化學(xué)工作站用于在測試電極上施加按照預(yù)設(shè)速度勻速變化的檢測電壓，以及在測試電極上施加以正弦波變化的電壓，實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第一交流阻抗變化曲線和第二交流阻抗變化曲線。所述電化學(xué)工作站例如為德國Zahner公司的頂6型電化學(xué)工作站。需要說明的是，電化學(xué)工作站可以對作為檢測電極的電池殼體進(jìn)行交流阻抗譜測試和極化掃描(即按照預(yù)設(shè)速度勻速變化的檢測電壓施加到測試電極上)，獲得電池殼體的極化掃描曲線圖。對于本發(fā)明，具體實現(xiàn)上，所述廣口瓶I優(yōu)選為放置在手套箱內(nèi)或氣體干燥間等干燥的空間內(nèi)，以防止由于水分的引入而導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生，影響到對測試電極(即一段電池殼體)穩(wěn)定性的測試準(zhǔn)確率。需要說明的是，如果本發(fā)明需要檢測的鋰離子電池殼體為均一材質(zhì)制成的殼體，那么可以直接截取一段殼體作為測試電極，例如鋁質(zhì)殼體；如果本發(fā)明需要檢測的鋰離子電池殼體為非均一材質(zhì)制成的殼體,則需要對電池殼體加以處理,截取一段殼體,用絕緣膠將殼體周邊包裹密封，僅露出待檢測的電池殼內(nèi)表面，作為測試電極，如不銹鋼鍍層類殼體。如要平行檢測幾種殼體材料之間的差別，則需將測試電極的殼體面積固定，從而進(jìn)行更精細(xì)的對比測試。如上所述，對于本發(fā)明提供了的一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法，其以電池殼體內(nèi)壁為檢測對象，采用鋰離子電池的電解液作為腐蝕介質(zhì)，以鋰金屬作為對電極和參比電極，進(jìn)行極化掃描，通過檢測自腐蝕電位和交流阻抗譜的變化情況，獲知電池殼體在鋰離子電池內(nèi)部環(huán)境(如電解液)中的穩(wěn)定性。對于本發(fā)明，其用于檢測鋰離子電池殼體在鋰離子電池體系內(nèi)的穩(wěn)定性，即電池殼體在所用電解液中的穩(wěn)定性，測試方法簡單，數(shù)據(jù)可靠，對于不同的鋰離子電池體系中殼體材料的選擇具有一定的指導(dǎo)意義和參考價值。需要說明的是，對于本發(fā)明提供了的一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法，該方法也可推廣應(yīng)用于鋰離子電池體系內(nèi)金屬類材質(zhì)穩(wěn)定性的考察，如極耳、集流體等，均可采用類似方法制作電極進(jìn)行測試。下面分別以不同不銹鋼電池殼體的測試為例，結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，以進(jìn)一步闡述本發(fā)明實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步。以下實施例中使用的電池性能測試設(shè)備可以為德國Zahner公司的IM6型電化學(xué)
工作站。實施例I
對于18650圓柱型鋰離子電池，采用不銹鋼鍍鎳材質(zhì)作為電池殼體材料，且在鋰離子電池中，電池殼體與負(fù)極為一體，因此設(shè)定對作為測試電極的一段電池殼體所施加的檢測電壓的電壓范圍為(T3V。在對測試電極測試時,在待測圓柱型電池殼體一上剪取一長條形樣本作為測試電極4，并用絕緣膠將其邊緣及外壁部分封裝，如圖2和圖3所示，露出的內(nèi)壁部分面積約為O. 5cmX0. 5cm作為測試區(qū)域，并且以鋰金屬作為對電極和參比電極，以圓柱型鋰離子電池的電解液為介質(zhì)，組裝三電極測試單元，如圖4所示。本實施例I中，在組裝的三電極體系穩(wěn)定后，先用電化學(xué)工作站測試所述檢測電極的交流阻抗譜(即交流阻抗隨著電壓或者電流的變化曲線)，設(shè)定測試條件為正弦波變化電壓的振幅為±5 mV,電壓信號的頻率變化范圍取為O. ΟΓ ΟΟΚΗζ ;交流阻抗譜測試后進(jìn)行極化掃描測試，用于對檢測電極自身電位進(jìn)行檢測的極化掃描測試條件設(shè)為用于掃描的檢測電壓的電壓范圍為O. 7疒3. 0V,電壓均勻變化速度為O. 5mV/s ;極化掃描結(jié)束后，靜置30min以上，待三電極測試單元體系電壓穩(wěn)定后，再次進(jìn)行交流阻抗譜測試，測試條件與第一次相同。測試結(jié)果如圖5、圖6和圖7所不。在圖5中，橫坐標(biāo)為極化掃描的動態(tài)電位值，即施加在電池殼體一上的動態(tài)恒電位值，縱坐標(biāo)為電極上產(chǎn)生的極化電流的對數(shù)值。具體實現(xiàn)上，橫坐標(biāo)即在設(shè)定的極化掃描的電壓范圍O. 7-3V內(nèi)的動態(tài)電位值，對應(yīng)的縱坐標(biāo)即是該電位下電極上產(chǎn)生的極化電流的對數(shù)值?！?br> 圖6和圖7為最常用的阻抗數(shù)據(jù)的表示形式，即阻抗虛部(縱坐標(biāo))對阻抗實部(橫坐標(biāo))作的圖，適用于表示體系阻抗的大小。本例中以第一個半圓的半徑大小來判斷電極發(fā)生腐蝕反應(yīng)的程度，半徑越小表明電極發(fā)生反應(yīng)的阻抗越小，半徑越大表明電極發(fā)生反應(yīng)的阻抗越小。此例中電池殼體一經(jīng)極化掃描后阻抗增大，說明電池殼體表面經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)后表面阻抗增大。圖6和圖7中橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的數(shù)據(jù)是經(jīng)電化學(xué)工作站直接采集數(shù)據(jù)而得的。由圖5可知，本實施例鋰離子電池的殼體內(nèi)壁材質(zhì)在2. 05V發(fā)生自腐蝕反應(yīng)(即極化電流密度最低點所對應(yīng)的電位)，結(jié)合圖6和圖7的交流阻抗譜測試結(jié)果可知，該電池殼體在以變化的電壓進(jìn)行極化掃描后，交流阻抗譜中的第一個半圓發(fā)生顯著增大，說明其表面發(fā)生腐蝕反應(yīng)，因此認(rèn)為該殼體在所用電解液體系中穩(wěn)定性較差。實施例2
對于18650圓柱型鋰離子電池，采用不銹鋼鍍鎳材質(zhì)作為殼體材料，且在鋰離子電池中，電池殼體與負(fù)極為一體，因此設(shè)定對作為測試電極的一段電池殼體所施加的檢測電壓的電壓范圍為0 3V。測試時,在待檢測的圓柱型電池殼體一上剪取一長條形樣本作為測試電極4，并用絕緣膠將其邊緣及外壁部分封裝，如圖2，露出的內(nèi)壁部分面積約為O. 5cmX0. 5cm作為檢測區(qū)域，以鋰金屬作為對電極和參比電極，以圓柱型鋰離子電池電解·液為介質(zhì)，組裝三電極測試單元，如圖4。在實施例2中，以組裝的三電極測試單元體系進(jìn)行多次極化掃描測試，測試條件為用于掃描的檢測電壓的電壓范圍為O. 7疒3. 0V,電壓均勻變化速度為O. 5mV/s ;重復(fù)極化掃描測試5次，測試結(jié)果如圖8所示。在圖8中，橫坐標(biāo)為極化掃描的動態(tài)電位值，即施加在電池殼體一上的動態(tài)恒電位值，縱坐標(biāo)為電極上產(chǎn)生的極化電流的對數(shù)值。具體實現(xiàn)上，橫坐標(biāo)即在設(shè)定的極化掃描的電壓范圍O. 7-3V內(nèi)的動態(tài)電位值，對應(yīng)的縱坐標(biāo)即是該電位下電極上產(chǎn)生的極化電流的對數(shù)值。由圖8可知，該圓柱型電池殼體一的自腐蝕電位在多次掃描過程中很不穩(wěn)定，(體現(xiàn)為不同次掃描中的自腐蝕電位分別為2. 05VU. 86VU. 78V、2. 70V和2. 68V，在前三次掃描過程中，自腐蝕電位的變化很大；但從第四次掃描開始，其自腐蝕電位穩(wěn)定在2. 7V左右，說明經(jīng)過前三次掃描，其表面的不穩(wěn)定物質(zhì)被反應(yīng)消耗掉，因此穩(wěn)定性增強(qiáng)。此測試結(jié)果表明，該圓柱型電池殼體一的鍍層具有高度不穩(wěn)定性。實施例3
對于18650圓柱型鋰離子電池，采用不銹鋼鍍鎳材質(zhì)作為殼體材料，且在鋰離子電池中，電池殼體與負(fù)極為一體，因此設(shè)定對作為測試電極的一段電池殼體所施加的檢測電壓的電壓范圍為0 3V。在測試時，在待檢測的圓柱型電池殼體二上剪取一長條形樣本作為測試電極4，并用絕緣膠將其邊緣及外壁部分封裝，如圖2，露出的內(nèi)壁部分面積約為O. 5cmX0. 5cm作為測試區(qū)域，以鋰金屬作為對電極和參比電極，以圓柱型鋰離子電池電解液為介質(zhì)，組裝三電極測試單元，如圖4。本實施例3中，以組裝的三電極測試單元體系進(jìn)行多次極化掃描測試，測試條件為用于掃描的檢測電壓的電壓范圍為I. of 3. 0V,電壓均勻變化速度為lmV/s ;重復(fù)極化掃描測試4次，測試結(jié)果如圖9所示。在圖9中，圖9的橫坐標(biāo)為極化掃描的動態(tài)電位值，即施加在電池殼體一上的動態(tài)恒電位值，縱坐標(biāo)為電極上產(chǎn)生的極化電流的對數(shù)值。具體實現(xiàn)上，橫坐標(biāo)即在設(shè)定的極化掃描的電壓范圍O. 7-3V內(nèi)的動態(tài)電位值，對應(yīng)的縱坐標(biāo)即是在該電位下電極上產(chǎn)生的極化電流的對數(shù)值。由圖9可知，該圓柱型電池殼體二的自腐蝕電位在多次掃描過程中具有穩(wěn)定性，具體體現(xiàn)為不同次掃描中的自腐蝕電位分別為2. 65V、2. 70V、2. 65V和2. 74V，因此認(rèn)為該殼體二在該鋰離子電池的電解液中穩(wěn)定。由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供了一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法，其可以對鋰離子電池的電池殼體在電池內(nèi)部環(huán)境(如電解液)中的穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，從而避免鋰離子電池由于電池殼體的腐蝕而導(dǎo)致的對電池性能產(chǎn)生的負(fù)面影響，保證鋰離子電池的使用壽命和安全性能，其操作簡單方便，且檢測效率高，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法，其特征在于，包括步驟 第一步截取鋰離子電池殼體一部分作為測試電極，然后浸入到電解液中； 第二步實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第一交流阻抗變化曲線； 第三步在測試電極上施加按照預(yù)設(shè)速度勻速變化的檢測電壓，獲得測試電極的自身電位變化曲線； 第四步再次實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第二交流阻抗變化曲線. 第五步對所述測試電極的第一交流阻抗變化曲線和第二交流阻抗變化曲線進(jìn)行匹配比較，根據(jù)匹配結(jié)果，判斷所述作為測試電極的電池殼體在電解液的穩(wěn)定性。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第二步具體為在測試電極上施加以正弦波變化的電壓，然后實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第一交流阻抗變化曲線。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第四步具體為再次在測試電極上施加以正弦波變化的電壓，然后實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第二交流阻抗變化曲線。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第三步中還可以包括子步驟繼續(xù)多次在測試電極上施加按照預(yù)設(shè)速度勻速變化的檢測電壓，獲得多次測試電極的自身電位變化曲線并進(jìn)行比較，如果在多次測試電極的自身電位變化曲線中，分別具有的測試電極的自腐蝕電位的差值在預(yù)設(shè)自腐蝕電位變化范圍之內(nèi)，確認(rèn)所述作為測試電極的電池殼體在電解液的穩(wěn)定性好，反之，確認(rèn)所述作為測試電極的電池殼體在電解液的穩(wěn)定性較差； 所述自腐蝕電位為極化電流密度最低點所對應(yīng)的電位。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)自腐蝕電位變化范圍為(Γ0.IV。
6.如權(quán)利要求I至5中任一項所述的方法,其特征在于,所述電解液放置在一個廣口瓶(I)中，所述廣口瓶(I)中還包括有對電極(5)和參比電極(6)，所述測試電極(4)、對電極(5)和參比電極(6)組成的三電極測試單元浸入到電解液中。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述廣口瓶(I)頂部開口且設(shè)置有一個密封塞(2 )，所述密封塞(2 )上貫穿插入有三根導(dǎo)線(3 ); 所述導(dǎo)線(3)位于廣口瓶(I)上方的一端與一臺電池性能測試設(shè)備相連接，每根所述導(dǎo)線(3 )插入到廣口瓶(I)內(nèi)的一端固定連接有一個鉗夾(8 )，所述鉗夾(5 )分別與所述測試電極(4)、對電極(5)和參比電極(6)相連接。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述電池性能測試設(shè)備為電化學(xué)工作站，所述電化學(xué)工作站用于在測試電極上施加按照預(yù)設(shè)速度勻速變化的檢測電壓，以及在測試電極上施加以正弦波變化的電壓，實時檢測所述測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第一交流阻抗變化曲線和第二交流阻抗變化曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測鋰離子電池殼體穩(wěn)定性的方法，包括步驟第一步截取電池殼體一部分作為測試電極，浸入到電解液中；第二步實時檢測測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第一交流阻抗變化曲線；第三步在測試電極上施加按照預(yù)設(shè)速度勻速變化的檢測電壓，獲得測試電極的自身電位變化曲線；第四步再次實時檢測測試電極上的阻抗，獲得測試電極的第二交流阻抗變化曲線；第五步對第一交流阻抗變化曲線和第二交流阻抗變化曲線匹配比較，判斷電池殼體在電解液的穩(wěn)定性。本發(fā)明可以對電池殼體在電池內(nèi)部環(huán)境(如電解液)中的穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，避免鋰離子電池由于電池殼體腐蝕而導(dǎo)致對電池性能產(chǎn)生負(fù)面影響，保證電池的使用壽命和安全性能。
文檔編號G01N27/26GK102937615SQ20121048831
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者李慧芳, 李飛, 高俊奎, 馬佳鑫, 黃家劍, 紀(jì)書文 申請人:天津力神電池股份有限公司