[发明专利]检测锂离子软包电池电解液动态浸润变化的装置及方法

说明书

本发明提供了检测锂离子软包电池电解液动态浸润变化的装置及方法，所述装置包括超声波检测模块、传动模块、擀压模块、充放电模块、信号处理模块。本发明通过于不同时刻、电池中不同位置，超声波反复穿透和反射的强度差异来判断该处极片层间是否有气泡，及该处极片层间是否完成了电解液的浸润，避免了电池拆解带来的成本增加、安全隐患以及环境污染等不良影响，且能通过动态图像来直观观察锂离子软包电池内部不同位置浸润速率的差异，以及充放电过程中不同位置产气量影响浸润面积的变化，为后续原材料设计、电池设计以及电池制造工艺提供依据。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种检测锂离子软包电池电解液动态浸润变化的装置及方法。

背景技术

众所周知，电解液是锂离子电池的四大主材之一。锂离子电池又称作摇椅式电池，即依靠锂离子在正负极之间往返移动来达到充放电的过程。而锂离子移动的媒介即是电解液，如果电解液浸润不佳，则锂离子在电池内部的移动必然会受阻，使得锂离子迁移路径变远影响倍率性能，增大电池内阻。随着充放电的进行电解液未浸润的区域会形成暗区进而产生析锂影响容量发挥，表现为循环容量急剧下降，甚至引发锂枝晶刺穿隔膜造成安全问题。析锂和暗区还会造成锂离子软包电池内部应力不均，久而久之造成电池的形变。所以电解液浸润直接影响了锂离子电池的电性能、安全性能等。此外，对于锂离子软包电池来讲，即使注液后和degas后的电解液浸润良好且分布均匀，电解液中的某些组分与活性物质有产生副反应并继续产气可能，气体残留在极片之间仍然会影响锂离子电池的循环性能、安全性能等。

目前，观察锂离子软包电池内部的电解液浸润或充放电过程中的产气情况普遍采用的是电池拆解，电池拆解即影响生产效率又加大成本，并且报废拆解出的极片还会对污染环境。此外，电池拆解只能观察拆解前状态的电解液浸润或产气情况，若要观察不同荷电态的情况则需要在一批电池内分不同阶段拆解多个电池，工作量庞大，并且不能直观的看出电解液浸润改变或气体产生的过程。因此，如果能监测电解液浸润的动态过程或充放电过程中的动态产气过程，则可以极大程度上提高工作效率、降低分析成本。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种检测锂离子软包电池电解液动态浸润变化的装置及方法，通过于不同时刻、电池中不同位置，超声波反复穿透和反射的强度差异来判断该处极片层间是否有气泡，及该处极片层间是否完成了电解液的浸润，避免了电池拆解带来的成本增加、安全隐患以及环境污染等不良影响，且能通过动态图像来直观观察锂离子软包电池内部不同位置浸润速率的差异，以及充放电过程中不同位置产气量影响浸润面积的变化，为后续原材料设计、电池设计以及电池制造工艺提供依据。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

检测锂离子软包电池电解液动态浸润变化的装置，包括超声波检测模块，所述超声波检测模块用于对待检电池电解液浸润进行扫描测试；

传动模块，所述传动模块用于带动待检电池移动，待检电池放置并固定在传动模块上；

擀压模块，所述擀压模块用于擀压待检电池，使待检电池的铝塑膜与芯包完全贴合；

充放电模块，所述充放电模块与待检电池电性连接，用于对待检电池的荷电态进行调整；

信号处理模块，所述信号处理模块通过数据线与超声波检测模块信号连接，用于将接收到的信号转变为数字与图像；

工作台，所述工作台用于支撑所述超声波检测模块、传动模块和擀压模块，并为检测提供场所。

进一步的，所述超声波检测模块包括多对空气耦合超声波探头，每对所述空气耦合超声波探头包括发射探头、接收探头，所述发射探头位于待检电池的正上方，接收探头位于待检电池的正下方。