軟包動(dòng)力鋰離子電池用鋁塑膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子動(dòng)力電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種軟包動(dòng)力鋰離子電池用鋁塑膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法。該方法首先確定每種鋁塑膜的最佳熱封溫度、熱封壓力和熱封時(shí)間，然后在此最佳條件下制備成軟包動(dòng)力鋰離子電池，然后對(duì)鋁塑膜的腐蝕面積的大小、耐電解液的情況、防電解液慢性滲透的情況和耐電化學(xué)腐蝕性進(jìn)行分級(jí)，最后確定出性能優(yōu)良的鋁塑膜，為鋰離子電池的性能提供保障。
【專利說明】軟包動(dòng)力鋰離子電池用鋁塑膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子動(dòng)力電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種軟包動(dòng)力鋰離子電池用鋁塑 膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 上世紀(jì)90年代出現(xiàn)的鋁塑環(huán)保鋰離子電池，由于其能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工 作電壓高等優(yōu)點(diǎn)，成為了最受矚目的車用動(dòng)力電源之一。車用鋰電池電池壽命要求高，一般 要達(dá)到10年以上，而選擇合適的動(dòng)力電池外包裝對(duì)電池的絕緣性能和使用壽命具有決定 性作用。目前車用電池外包裝可分為塑料殼、鋼殼、鋁殼和鋁塑復(fù)合膜四種，鋁塑膜材料由 于具有耐磨、耐腐蝕、質(zhì)輕、成形性好等優(yōu)點(diǎn)，成為了車用鋰電池主要包裝材料之一。但是目 前不同廠家鋁塑膜的合成工藝以及不同電池廠家在使用鋁塑膜進(jìn)行熱封的設(shè)備和工藝都 存在差異，所以如何選擇適用的鋁塑膜包裝材料成為了車用電池廠家領(lǐng)域一項(xiàng)新的技術(shù)挑 戰(zhàn)。
[0003] 一個(gè)申請(qǐng)?zhí)枮?200610103707. 0、申請(qǐng)日為 2006. 07. 26 的發(fā)明專利 CN 101114003A 提供了一種聚合物軟包裝熱封后短、斷路的測(cè)試方法，其工藝流程為：首先準(zhǔn)備一普通的短 斷路檢測(cè)儀，然后對(duì)該儀器的一個(gè)輸出端進(jìn)行改裝，即在該輸出端上再并聯(lián)兩條帶有正負(fù) 極開關(guān)的線路，每條線路相對(duì)應(yīng)于電池正負(fù)極耳，該檢測(cè)儀器的另一輸出端也通過一復(fù)合 開關(guān)連接一個(gè)針狀導(dǎo)體接頭。該方法能對(duì)鋁塑膜熱封的效果進(jìn)行判斷，但無法系統(tǒng)選擇性 能更為優(yōu)良的鋁塑膜材料以制備絕緣性能良好且使用壽命長(zhǎng)的鋰離子電池。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服目前對(duì)鋰離子動(dòng)力電池用鋁塑膜由于沒有合適的檢測(cè) 評(píng)價(jià)方法，從而不能夠充分考慮并評(píng)價(jià)到鋁塑膜的綜合性能，以確保制備性能優(yōu)良的鋰離 子電池的問題，提供了一種軟包動(dòng)力鋰離子電池用鋁塑膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法。
[0005] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 一種軟包動(dòng)力鋰離子電池用鋁塑膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，所述方法包括以下步 驟：
[0007] 步驟①：將不同種類的鋁塑膜在不同溫度、壓力和時(shí)間下進(jìn)行正交優(yōu)化熱封實(shí)驗(yàn)， 利用拉力機(jī)測(cè)試，分別確定適合每種鋁塑膜的最佳熱封溫度、熱封壓力和熱封時(shí)間；
[0008] 確定鋁塑膜熱封條件；由于實(shí)際軟包鋰離子電池在生產(chǎn)過程中最重要的工藝參數(shù) 即為熱封溫度、壓力和時(shí)間，因此為了降低測(cè)試的誤差，減少溫度、壓力和時(shí)間對(duì)鋁塑膜性 能的影響，確定確定錯(cuò)塑膜熱封條件。
[0009] 步驟②：按照步驟①確定的優(yōu)化條件分別將不同種類的鋁塑膜進(jìn)行熱封，制作成 軟包動(dòng)力鋰離子電池，并分別測(cè)試鋁塑膜熱封強(qiáng)度；
[0010] 制作成軟包動(dòng)力鋰離子電池是為了為接下來的測(cè)試做準(zhǔn)備，該測(cè)試檢驗(yàn)鋁塑膜與 極耳熱封后的密封性能和耐腐性能等。
[0011] 步驟③：取步驟②所制備的軟包動(dòng)力鋰離子電池，測(cè)量軟包動(dòng)力鋰離子電池鋁塑 膜的表面張力，然后將含去離子水的電解液均勻地滴在軟包動(dòng)力鋰離子電池表面，接著將 此軟包動(dòng)力鋰離子電池置于45-KKTC恒溫箱中24-72h后取出，最后將表面清潔，測(cè)表面 張力,觀測(cè)腐蝕情況；此步通過觀察定性、測(cè)表面張力定量?jī)煞N方式判定鋁塑膜的耐腐蝕性 能，發(fā)生腐蝕的鋁塑膜表面張力必然變化，通過表面張力的改變確定鋁塑膜的腐蝕情況。此 溫度是為了加速腐蝕的發(fā)生，減少測(cè)試時(shí)間，并且此溫度綜合考慮了溫度對(duì)測(cè)試的影響，并 將溫度對(duì)測(cè)試的不利影響降低到最低，在此基礎(chǔ)上加快測(cè)試的進(jìn)度，減少測(cè)試的時(shí)間。
[0012] 步驟④：取步驟②所制備的軟包動(dòng)力鋰離子電池，在極耳與鋁塑膜封口處固定一 張pH試紙，后用透明中性薄膜將pH試紙密封在正負(fù)極耳處，然后將帶pH試紙的軟包動(dòng)力 鋰離子電池放于溫度為25-105°C、相對(duì)真空度為0?-0. 09MPa的真空恒溫箱中，并定期觀測(cè) 記錄pH試紙的顏色變化；此處考察鋁塑膜與極耳熱封后的氣密性能，pH試紙變色說明鋁塑 膜發(fā)生漏油（酸性電解液的揮發(fā)造成試紙變色)，高溫、真空條件是極端條件測(cè)試，目的是減 少測(cè)試時(shí)間，使不同鋁塑膜的差異更易區(qū)分，增加測(cè)試可靠性，若此條件下PH不變色，電池 在實(shí)際車況使用的密封性便能得到保障。
[0013] 步驟⑤：取步驟②所制備的軟包動(dòng)力鋰離子電池，對(duì)其進(jìn)行0.5C恒流充電至其 容量的20-100%，用鋼刀刮開軟包動(dòng)力鋰離子電池鋁塑膜的表層，讓鋁層露出，用導(dǎo)線連通 軟包動(dòng)力鋰離子電池負(fù)極和鋁層，將此軟包動(dòng)力鋰離子電池放于25-105°C的恒溫箱中，在 3-14天內(nèi)觀察軟包動(dòng)力鋰離子電池表面腐蝕情況并記錄腐蝕的面積和電壓內(nèi)阻；
[0014] 此步驟采用了苛刻的條件模擬實(shí)際將遇到的不利情況，以對(duì)電池進(jìn)行質(zhì)量考量， 并從而對(duì)鋁塑膜進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0015] 步驟⑥：根據(jù)步驟③、④和⑤的結(jié)果，分別按照腐蝕面積的大小、耐電解液的情況、 防電解液慢性滲透的情況和耐電化學(xué)腐蝕性進(jìn)行分級(jí)，最后根據(jù)四種分級(jí)情況，進(jìn)行對(duì)比 并選擇質(zhì)量最優(yōu)的鋁塑膜。
[0016] 作為優(yōu)選，所述步驟①中的測(cè)試溫度控制在170-2KTC，壓力控制在0? 1-0. 4MPa， 時(shí)間控制在l_8s。
[0017] 溫度過高、壓力過大：鋁塑膜PP層過熔，厚度偏薄，電池絕緣性能差；溫度過低、壓 力偏?。轰X塑膜熱封強(qiáng)度不夠；時(shí)間過短，封不牢；時(shí)間過長(zhǎng)：生產(chǎn)效率低。溫度過高過低都 會(huì)對(duì)測(cè)試造成測(cè)量誤差。
[0018] 作為優(yōu)選，所述步驟③電解液是摩爾濃度為l-5mol/L的LiPF6電解液，去離子水 的加入量為100_5000ppm。增加腐蝕性。
[0019] 電解液作用是腐蝕鋁塑膜。添加去離子水會(huì)使電解液分解產(chǎn)生強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)氫 氟酸，其作用在于加強(qiáng)腐蝕性，加入量100-5000ppm考慮到實(shí)際的可操作性(過小腐蝕性不 夠,過大失去電解液本身特質(zhì)）
[0020] 作為優(yōu)選，所述步驟③所述含去離子水的電解液的滴加量為0. 05-0. Img/cm2。
[0021] 滴加量過低達(dá)不到腐蝕效果，不能滿足測(cè)試要求，腐蝕情況難以判別。滴加量過高 對(duì)測(cè)試的不利影響太大。
[0022] 作為優(yōu)選，所述步驟③中軟包動(dòng)力鋰離子電池的表面清潔采用的是酒精、乙酸乙 酯或丙酮中的任意一種或兩種以上的組合。
[0023] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：本發(fā)明通過采用提高溫度、加劇電池腐蝕程 度以及在內(nèi)部形成原電池的等方法，縮短了鋁塑膜測(cè)試的時(shí)間；本發(fā)明簡(jiǎn)易實(shí)用、可操作性 強(qiáng)，通過使用電池企業(yè)常規(guī)用熱封設(shè)備、恒溫加熱設(shè)備以及常規(guī)電解液即可完成測(cè)試檢驗(yàn)； 且通過本發(fā)明的性能檢測(cè)方法得到的鋁塑膜具有熱封強(qiáng)度大、耐電解液腐蝕、耐電解液慢 性滲透能力強(qiáng)以及絕緣內(nèi)阻大等優(yōu)點(diǎn)，符合車用或儲(chǔ)能用動(dòng)力軟包鋰離子電池的要求；本 發(fā)明的鋁塑膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法不僅簡(jiǎn)單快速，而且為性能優(yōu)良的鋰電池提供了保證。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述說明。
[0025] 如果無特殊說明，本發(fā)明的實(shí)施例中所采用的原料均為本領(lǐng)域常用的原料，實(shí)施 例中所采用的方法，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0026] 實(shí)施例1 :
[0027] 一種軟包動(dòng)力鋰離子電池用鋁塑膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，方法包括以下步驟：
[0028] 步驟①：將5種的鋁塑膜在不同溫度、壓力和時(shí)間下進(jìn)行正交優(yōu)化熱封實(shí)驗(yàn)，利用 拉力機(jī)測(cè)試，分別確定適合每種鋁塑膜的最佳熱封溫度、熱封壓力和熱封時(shí)間；測(cè)試溫度控 制在170-2KTC，壓力控制在0. 1-0. 4MPa，時(shí)間控制在l-8s。得到5種鋁塑膜的最佳熱封條 件為：
[0029]

【權(quán)利要求】
1. 一種軟包動(dòng)力裡離子電池用鉛塑膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述方法包 括W下步驟： 步驟①：將不同種類的鉛塑膜在不同溫度、壓力和時(shí)間下進(jìn)行正交優(yōu)化熱封實(shí)驗(yàn)，利用 拉力機(jī)測(cè)試，分別確定適合每種鉛塑膜的最佳熱封溫度、熱封壓力和熱封時(shí)間； 步驟②：按照步驟①確定的優(yōu)化條件分別將不同種類的鉛塑膜進(jìn)行熱封，制作成軟包 動(dòng)力裡離子電池，并分別測(cè)試鉛塑膜熱封強(qiáng)度； 步驟③：取步驟②所制備的軟包動(dòng)力裡離子電池，測(cè)量軟包動(dòng)力裡離子電池鉛塑膜的 表面張力，然后將含去離子水的電解液均勻地滴在軟包動(dòng)力裡離子電池表面，接著將此軟 包動(dòng)力裡離子電池置于45-10(TC恒溫箱中24-7化后取出，最后將表面清潔，測(cè)表面張力， 觀測(cè)腐蝕情況； 步驟④；取步驟②所制備的軟包動(dòng)力裡離子電池，在極耳與鉛塑膜封口處固定一張抑 試紙，后用透明中性薄膜將抑試紙密封在正負(fù)極耳處，然后將帶抑試紙的軟包動(dòng)力裡離子 電池放于溫度為25-105°C、相對(duì)真空度為(T-0. 09M化的真空恒溫箱中，并定期觀測(cè)記錄抑 試紙的顏色變化； 步驟⑥：取步驟②所制備的軟包動(dòng)力裡離子電池，對(duì)其進(jìn)行0. 5C恒流充電至其容量的 20-100%，用鋼刀刮開軟包動(dòng)力裡離子電池鉛塑膜的表層，讓鉛層露出，用導(dǎo)線連通軟包動(dòng) 力裡離子電池負(fù)極和鉛層，將此軟包動(dòng)力裡離子電池放于25-105C的恒溫箱中，在3-14天 內(nèi)觀察軟包動(dòng)力裡離子電池表面腐蝕情況并記錄腐蝕的面積和電壓內(nèi)阻； 步驟⑧；根據(jù)步驟③、④和⑥的結(jié)果，分別按照腐蝕面積的大小、耐電解液的情況、防電 解液慢性滲透的情況和耐電化學(xué)腐蝕性進(jìn)行分級(jí)，最后根據(jù)四種分級(jí)情況，進(jìn)行對(duì)比并選 擇質(zhì)量最優(yōu)的鉛塑膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟包動(dòng)力裡離子電池用鉛塑膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，其特 征在于，所述步驟①中的測(cè)試溫度控制在170-210°C，壓力控制在0. 1-0. 4MPa，時(shí)間控制在 l_8s。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟包動(dòng)力裡離子電池用鉛塑膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，其 特征在于，所述步驟③電解液是摩爾濃度為l-5mol/L的LiPFe電解液，去離子水的加入量 為 100-5000卵m。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟包動(dòng)力裡離子電池用鉛塑膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，其 特征在于，所述步驟③所述含去離子水的電解液的滴加量為0. 05-0. Img/cm2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟包動(dòng)力裡離子電池用鉛塑膜的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，其 特征在于，所述步驟③中軟包動(dòng)力裡離子電池的表面清潔采用的是酒精、己酸己醋或丙麗 中的任意一種或兩種W上的組合。
【文檔編號(hào)】G01N17/02GK104345027SQ201310313785
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】李凡群, 韓笑, 朱修鋒 申請(qǐng)人:浙江萬向億能動(dòng)力電池有限公司, 萬向電動(dòng)汽車有限公司, 萬向集團(tuán)公司