[发明专利]圆柱电池卷芯内部受力的测试方法

说明书

技术领域

本发明属于电池制造技术领域，尤其涉及一种圆柱电池卷芯内部受力的测试方法。

背景技术

圆柱锂离子电池存在正极片、负极片、隔膜的多层卷绕结构，在电池充放电过程中，正极片的膨胀与收缩对卷芯中电解液的分布、锂离子传导、箔材的受力等有重要的影响。因此，研究卷芯内部不同层与层之间受力差异，优化卷绕机在卷绕过程中张力分布，对提高圆柱锂离子电池一致性、循环、倍率等性能具有重要影响。现有研究内部受力的方法主要是通过应力来进行表征，应力应变主要测试方法包括：应变片电测法、光纤光栅法、光弹性法、双目立体视觉法等。但这些测试方法只能对卷芯外部整体应力进行测试，不能够测试卷芯内部不同层与层之间应力的差异，从而导致无法根据卷芯内部不同层与层之间受力差异来优化卷绕机在卷绕过程中的张力分布。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆柱电池卷芯内部受力的测试方法，旨在解决现有技术中的应力应变测试方法无法测试卷芯内部不同层与层之间的应力的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种圆柱电池卷芯内部受力的测试方法，包括以下步骤：

S1：提供硬质引线，在电池卷绕机卷绕正极片、隔膜和负极片的过程中将所述硬质引线连同卷入所述正极片和所述隔膜中或所述负极片和所述隔膜中形成电池卷芯，所述电池卷芯作用于所述硬质引线的应力为F；

S2：提供拉力测试机，将所述拉力测试机的夹具夹紧所述硬质引线露出所述电池卷芯外的一端部并拉动所述硬质引线；

S3：读取所述拉力测试机拉动所述硬质引线时的拉力f，根据公式f＝μ*F计算出F＝f/μ；其中，μ为定值。

优选地，在所述步骤S3中，读取所述拉力测试机拉动所述硬质引线时的拉力f包括屈服所述硬质引线滑动时的最大静摩擦力f_{最大静摩擦力}和匀速拉动所述硬质引线时的滑动摩擦力f_{滑动摩擦力}。

优选地，在所述步骤S1中，所述硬质引线位于所述电池卷芯内时保持垂直于水平面设置或者平行于水平面设置。

优选地，在所述步骤S1中，所述硬质引线位于相邻的所述正极片与所述隔膜之间或者相邻的所述负极片与所述隔膜之间。

优选地，在所述步骤S1中，所述硬质引线的表面粗糙度均匀一致。

优选地，在所述步骤S1中，所述硬质引线为金属线材或非金属线材。

优选地，在所述步骤S1中，所述硬质引线为圆柱形硬质引线。

优选地，所述圆柱形硬质引线的直径小于0.1mm。

优选地，在所述步骤S1中，所述硬质引线的表面粗糙度Ra为0.01μm～0.08μm。

本发明的有益效果：本发明的圆柱电池卷芯内部受力的测试方法，将提供的硬质引线置于由正极片和隔膜中或负极片和隔膜中卷绕形成的电池卷芯内，如此，电池卷芯对硬质引线施加了应力F，然后通过同的拉力测试机拉动硬质引线，最后通过读取拉力测试机中的拉力为f，并根据公式f＝μ*F计算出F＝f/μ；其中，μ为定值。通过对电池卷芯内部不同层与层的测试，可以得到多个F＝f/μ值，由于为定值，拉力f与应力F为线性正相关，即电池卷芯不同层间的应力F的大小可通过拉力机测试值的拉力f表示。如此，通过比对电池卷芯内部不同层与层之间的应力差异，优化电池卷绕机在卷绕正极片、隔膜和负极片的过程中的张力分布，进而可以提高电池卷芯的一致性、循环、倍率等性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的拉力测试机的工作状态的示意图。

图2为本发明实施例提供的硬质引线位于电池卷芯内时的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的硬质引线位于电池卷芯内时的内部结构示意图。

图4为本发明实施例提供的圆柱电池卷芯内部受力的测试方法的流程图。

其中，图中各附图标记：

10—硬质引线 20—拉力测试机 21—夹具

30—电池卷芯 31—正极片 32—负极片

33—隔膜。

具体实施方式