[发明专利]一种软包电池密封寿命的预测方法及系统

说明书

本发明公开一种软包电池密封寿命的预测方法及系统，所述方法包括：根据薄膜分条疲劳加载试验数据得到完全撕裂位移和内聚强度从而确定薄膜标准内聚力公式；然后根据薄膜分条加速退化试验数据确定撕裂强度退化率；根据所述撕裂强度退化率和所述薄膜标准内聚力确定直接撕裂阶段的薄膜内聚力公式，最后接撕裂阶段的薄膜内聚力曲线与电池薄膜的产气方程确定的实际受力曲线的交点确定软包电池的密封寿命。本发明的软包电池密封寿命的预测方法通过加速退化试验来修正内聚力模型，提出了含有时间因子的修正内聚力模型，更符合实际情况。

技术领域

本发明涉及疲劳寿命预测的应用领域，特别是涉及一种软包电池密封寿命的预测方法及系统。

背景技术

在当今的电池软包领域，耐撕裂性能是软包薄膜在实际使用中不可缺少的重要性能之一，撕裂强度可提供质量控制以及研究和开发所需的依据。测量耐撕裂性能的试验方法很多，其中埃莱门多夫法和裤形撕裂法已被各先进国家普遍采用。埃莱门多夫法只适用于软质的薄膜的测定，并已制定出了相应的国家标准。裤形撕裂法的适用范围较为广泛，可测定1mm以下的硬质、软质及压花塑料薄膜和薄片。

关于撕裂强度的测量试验，大多都是瞬间撕裂试验，以此得到临界撕裂强度。对于薄膜任意时刻的撕裂强度和剩余撕裂强度没有较为合适的测定方法。因此，基于时间因子的撕裂强度测量试验方法有待进一步的考虑。

根据目前研究现状，薄膜撕裂过程的模型评估方法有多种。常用的方法包括J积分法、虚拟裂纹闭合法、内聚力模型法、面积能量释放率法等。目前对基于内聚力模型的薄膜瞬间撕裂粘结强度评估方法较多，已经有了较为成熟的理论体系。然而在软包锂离子电池实际应用中，密封边的撕裂是一个十分缓慢的过程，考虑时间因素的方法仍有待完善。

发明内容

本发明的目的是提供一种软包电池密封寿命的预测方法及系统，用来精确预测软包电池密封寿命，提高了预测精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种软包电池密封寿命的预测方法，包括：

根据薄膜分条疲劳加载试验数据得到完全撕裂位移和内聚强度；

根据所述完全撕裂位移和内聚强度确定薄膜标准内聚力公式，其表达式为：其中，τ表示内聚力，G_c表示内聚强度，λ_c表示完全撕裂位移，λ表示撕裂位移；

根据薄膜分条加速退化试验数据确定加载载荷-撕裂速度曲线；所述撕裂速度为加载时间—撕裂位移曲线的拟合斜率；

采用最小二乘法拟合所述加载载荷-撕裂速度曲线的斜率；

根据所述斜率与加载载荷确定撕裂强度退化率v＝Cτ₀，其中，v表示撕裂强度退化率，C表示加载载荷-撕裂速度曲线的拟合斜率，τ₀表示加载载荷；

根据所述撕裂强度退化率和所述薄膜标准内聚力确定直接撕裂阶段的薄膜内聚力，其表达式为：其中，t表示时间，τ_max表示最大撕裂力；

根据电池薄膜的产气压力和溢胶区粘结面积确定电池实际受力：τ₀＝p_r·s，其中，p_r表示电池薄膜的产气压力，s表示溢胶区粘结面积；τ₀表示电池实际受力；

在同一坐标系，以时间为横坐标，分别绘出直接撕裂阶段的薄膜内聚力曲线与实际受力曲线；

确定两条曲线的交点，所述交点的横坐标即为软包电池的密封寿命。

可选的，所述薄膜分条疲劳加载试验数据通过以下方法获得：

修剪分条：将分条末端剪去至长约40mm；