测试用电池、电池的制备方法及测试方法与流程

专利2026-06-19  2


本申请涉及电池制造领域,尤其是涉及一种测试用电池、电池的制备方法及测试方法。


背景技术:

1、电池内部短路通常会导致电池内部出现产热现象,而当短路过程中的产热速率高于放热速率时,便会导致电池的温升,而随着温度上升,又会导致电池内部出现一系列的副反应放热,加剧电池的温升现象,从而导致电池出现热失控,因此对不同模式的电池短路现象进行研究意义重大。

2、电池内部常见的短路类型有正极材料-负极材料短路、正极集流体-负极材料短路、负极集流体-正极材料短路、正极集流体-负极集流体短路等四种短路失效模式,这些失效模式通常是由隔膜破损导致。对于电池内部常见的四种短路失效模式的风险性评估,当前主要是通过仿真手段进行研究,通过收集电池设计信息建立相应的三维或二维等效模型,结合不同短路失效条件下短路电阻的差异进行仿真,来进行不同短路失效模式的安全性评估。但是利用仿真方法输出的结果仅为理论计算结果,仅可进行参考,因无法进行实际短路失效模式复现,因此其结果可信度也无法得到验证。

3、目前,对电池短路的方法通常是将电池进行拆解后通过正极片与负极片的搭接来确认不同短路模式下的失效情况,但是该测试方法需要将电池完全拆解,破坏了电池的内部结构,测试结构不可避免会与实际电池内部因隔膜破损导致的短路存在很大差异,仅可用于参考。如直接在电池生产过程中制造隔膜破损的情况又会导致电池因内短路问题而无法进行正常预充化成工步。因此,找到一种可以进行电池正常生产工序,同时可以在不破坏电池结构的条件下实现隔膜破损导致电池短路失效的方法尤为重要。


技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种测试用电池、电池的制备方法及测试方法,在进行短路测试时,可在不破坏电池结构的前提下,实现隔膜破损以触发电池短路失效。

2、本申请提供了一种测试用电池,包括电池主体、缺陷隔膜和覆盖膜;

3、所述缺陷隔膜位于所述电池主体的正极片和负极片之间,且所述缺陷隔膜设置有破损孔洞;

4、所述缺陷隔膜与所述正极片之间或所述缺陷隔膜与所述负极片之间设置有可拆卸的所述覆盖膜;所述覆盖膜覆盖所述破损孔洞,且所述覆盖膜伸出所述电池主体的极组,以形成拾取部。

5、在上述技术方案中,进一步地,还包括气袋;

6、所述气袋包括容纳部和集气部,所述极组位于所述容纳部,所述拾取部位于所述集气部。

7、在上述技术方案中,进一步地,所述测试用电池为酸铁锂电池、三元聚合物锂电池、钴酸锂电池和锰酸锂电池中之一。

8、本申请还提供了一种电池的制备方法,用于制造上述方案所述的测试用电池,所述方法包括如下步骤:

9、步骤s1、在正极片和负极片之间的隔膜上开设破损孔洞,以形成缺陷隔膜;

10、步骤s2、在所述缺陷隔膜与所述正极片之间或所述缺陷隔膜与所述负极片之间设置覆盖膜;所述覆盖膜覆盖所述破损孔洞,且所述覆盖膜伸出由所述正极片、所述负极片和所述缺陷隔膜制备形成的极组,以形成拾取部;

11、步骤s3、进行后续电池加工工序;在封装工序中,所述拾取部被封装于气袋内;保留所述气袋直至后续电池加工工序结束,以制备形成所述测试用电池。

12、在上述技术方案中,进一步地,步骤s1中,所述破损孔洞的截面积小于或等于对应的所述负极片的面积。

13、在上述技术方案中,进一步地,步骤s2中,所述覆盖膜的面积大于所述破损孔洞的截面积;所述覆盖膜至少伸出所述极组5mm。

14、在上述技术方案中,进一步地,步骤s2中,所述正极片、所述负极片和所述缺陷隔膜叠片形成所述极组,或所述正极片、所述负极片和所述缺陷隔膜卷绕形成所述极组;

15、当所述正极片、所述负极片和所述缺陷隔膜叠片形成所述极组时,所述拾取部位于所述极组的第一方向上,以朝向所述气袋的集气部;

16、当所述正极片、所述负极片和所述缺陷隔膜卷绕形成所述极组时,所述拾取部位于所述极组的第二方向上,且所述拾取部被折叠以朝向所述气袋的集气部。

17、本申请还提供了一种电池的测试方法,用于对上述方案所述的测试用电池进行短路检测,所述方法包括如下步骤:

18、步骤s4、将测试用电池充电至测试要求状态,切开所述气袋并取出所述覆盖膜,以形成短路电池;

19、步骤s5、测试所述短路电池的状态信息。

20、在上述技术方案中,进一步地,步骤s4中,在对所述测试用电池充电后且在取出所述覆盖膜前,在所述测试用电池的大面覆盖隔热层;

21、和/或步骤s4中,在将所述测试用电池充电至测试要求状态前,对所述测试用电池充放电循环预设次数,预设次数大于或等于1。

22、在上述技术方案中,进一步地,步骤s5中,在对所述短路电池测试前,所述短路电池的起始电压在1v至6v之间;

23、和/或步骤s5中,在对所述短路电池测试前,对所述短路电池的大面施加预设压力;所述预设压力为f,且0≤f≤50000n;

24、和/或步骤s5中,在预设环境温度下对所述短路电池进行测试,所述预设环境温度在-20℃至60℃之间。

25、与现有技术相比,本申请的有益效果为:

26、本申请提供的测试用电池,在保证电池在制程过程中无短路现象,且在测试时可在不破坏电池结构的前提下,实现隔膜破损以触发电池短路失效,从而可对电池不同类型的短路失效模式复现,以研究不同体系、不同电压、不同测试条件、不同寿命状态、不同电池结构等条件下电池的安全性能情况。

27、本申请还提供了电池的制备方法及测试方法,用于制造上述方案所述的测试用电池,该方法可保证电池在制程过程中无短路现象,且在测试时可在不破坏电池结构的前提下,实现隔膜破损以触发电池短路失效,从而可对电池不同类型的短路失效模式复现,以研究不同体系、不同电压、不同测试条件、不同寿命状态、不同电池结构等条件下电池的安全性能情况。

28、本申请还提供了电池的测试方法,用于对上述方案所述的测试用电池进行短路检测,该方法可保证电池在制程过程中无短路现象,且在测试时可在不破坏电池结构的前提下,实现隔膜破损以触发电池短路失效,从而可对电池不同类型的短路失效模式复现,以研究不同体系、不同电压、不同测试条件、不同寿命状态、不同电池结构等条件下电池的安全性能情况。



技术特征:

1.一种测试用电池,其特征在于,包括电池主体、缺陷隔膜和覆盖膜支撑部;

2.根据权利要求1所述的测试用电池,其特征在于,还包括气袋支撑部;

3.根据权利要求2所述的测试用电池,其特征在于,所述测试用电池为酸铁锂电池、三元聚合物锂电池、钴酸锂电池和锰酸锂电池中之一。

4.一种电池的制备方法,其特征在于,用于制造权利要求2或3所述的测试用电池,所述方法包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述的电池的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述破损孔洞支撑部的截面积小于或等于对应的所述负极片支撑部的面积。

6.根据权利要求4所述的电池的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述覆盖膜支撑部的面积大于所述破损孔洞支撑部的截面积;所述覆盖膜支撑部至少伸出所述极组支撑部5mm。

7.根据权利要求4所述的电池的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述正极片支撑部、所述负极片支撑部和所述缺陷隔膜支撑部叠片形成所述极组支撑部,或所述正极片支撑部、所述负极片支撑部和所述缺陷隔膜支撑部卷绕形成所述极组支撑部;

8.一种电池的测试方法,其特征在于,用于对权利要求2或3所述的测试用电池进行短路检测,所述方法包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的电池的测试方法,其特征在于,步骤s4中,在对所述测试用电池充电后且在取出所述覆盖膜支撑部前,在所述测试用电池的大面覆盖隔热层;

10.根据权利要求8所述的电池的测试方法,其特征在于,步骤s5中,在对所述短路电池测试前,所述短路电池的起始电压在1v至6v之间;


技术总结
本申请涉及电池制造领域,尤其是涉及一种测试用电池、电池的制备方法及测试方法。测试用电池包括电池主体、缺陷隔膜和覆盖膜;缺陷隔膜位于电池主体的正极片和负极片之间,且缺陷隔膜设置有破损孔洞;缺陷隔膜与正极片之间或缺陷隔膜与负极片之间设置有可拆卸的覆盖膜;覆盖膜覆盖破损孔洞,且覆盖膜伸出电池主体的极组,以形成拾取部。本申请提供的测试用电池,在保证电池在制程过程中无短路现象,且在测试时可在不破坏电池结构的前提下,实现隔膜破损以触发电池短路失效,从而可对电池不同类型的短路失效模式复现,以研究不同体系、不同电压、不同测试条件、不同寿命状态、不同电池结构等条件下电池的安全性能情况。

技术研发人员:郑永光,郭江南,孙威,周云龙,涂瑞萱,向新宇,陈正旭,李强
受保护的技术使用者:蜂巢能源科技(无锡)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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