方形疊片式鋰離子電池內(nèi)部溫度檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電池內(nèi)部溫度檢測(cè)方法，具體設(shè)及一種方形疊片式裡離子電池內(nèi) 部溫度檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 裡離子電池作為一種具有高比能、長(zhǎng)壽命、綠色環(huán)保的新能源，在軍事、能源、電 子、交通等領(lǐng)域已得到了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，隨著能源危機(jī)的日益加劇和環(huán)保壓力的逐漸增 大，裡離子電池在電動(dòng)自行車、電動(dòng)出租車、電動(dòng)汽車上的應(yīng)用量實(shí)現(xiàn)了井噴式增長(zhǎng)，并且 迫于續(xù)航里程的壓力，單體裡離子電池的容量也在逐漸增大。
[0003] 裡離子電池采用的電解液是易燃有機(jī)物，它在熱力學(xué)上是一個(gè)非常不穩(wěn)定的體 系，且裡離子電池在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，該部分熱量由于電池結(jié)構(gòu)的原因不能 實(shí)現(xiàn)均勻分布，可導(dǎo)致不同部位的并聯(lián)極片性能產(chǎn)生差異，從而導(dǎo)致電池性能的降低；在某 些特殊情況下，裡離子電池局部位置會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)高而引起短路現(xiàn)象，因此溫度不均是電 池產(chǎn)生安全隱患的主要因素，因此對(duì)裡離子電池內(nèi)部真實(shí)溫度進(jìn)行精確的檢測(cè)成為了我們 的當(dāng)務(wù)之急，該有助于科學(xué)的設(shè)計(jì)裡離子電池的電巧尺寸，有助于研究裡離子電池材料性 能變化機(jī)理，有助于提高裡離子電池的安全性能。
[0004]目前，對(duì)裡離子電池內(nèi)部溫度檢測(cè)的方式主要有W下兩種；一是通過(guò)采用熱敏試 紙測(cè)量的方式，但是熱敏試紙的精度較低，測(cè)得數(shù)據(jù)的誤差較大，對(duì)我們的后期研究造成 研究誤差；二是將熱電偶裝在一個(gè)導(dǎo)熱裝置內(nèi)測(cè)量電池溫度，導(dǎo)熱裝置與外界相通，該種方 式由于熱傳導(dǎo)作用W及殼體隔離的原因，會(huì)對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性產(chǎn)生較大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題中的不足，本發(fā)明的目的在于：提供一種方形疊片式裡離 子電池內(nèi)部溫度檢測(cè)方法，可W實(shí)現(xiàn)對(duì)疊片式裡離子電池任意位置、任何狀態(tài)下的精確、真 實(shí)的溫度檢測(cè)。
[0006] 本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為；
[0007] 所述方形疊片式裡離子電池內(nèi)部溫度檢測(cè)方法，包括W下步驟：
[000引 （1)將熱電偶的探頭部分進(jìn)行防腐蝕處理，通過(guò)采用由內(nèi)到外，EVA熱烙膠-金屬 兩層密封技術(shù)的方式進(jìn)行處理，主要包括W下步驟：
[0009]a、將所用的EVA熱烙膠進(jìn)行烙融，控制好EVA熱烙膠液的溫度，保證超細(xì)熱電偶絕 緣線不烙；
[0010] b、將熱電偶的探頭部分伸入烙融的EVA熱烙膠液中0. 5mm，停留2-5S ;
[0011]C、將熱電偶提出，迅速降溫；
[001引 似確定采集點(diǎn)的位置化及點(diǎn)數(shù)，設(shè)計(jì)采集點(diǎn)在電池極群中的分布，確定典型極片 在電池極群中的位置，W及典型極片上的典型區(qū)域；
[0013] (3)對(duì)經(jīng)過(guò)防腐處理的熱電偶進(jìn)行編號(hào)，然后將熱電偶植入典型極片的典型區(qū) 域；
[0014] (4)在電池極群制造過(guò)程中，將典型極片放入電池極群中已設(shè)定好的位置；
[0015] (5)在正極或者負(fù)極極柱的中屯、處鉆一直徑大于2mm的通孔，通孔直徑根據(jù)熱電 偶絕緣線直徑和熱電偶的個(gè)數(shù)確定；
[0016] (6)將熱電偶絕緣線從通孔中引出，同時(shí)對(duì)熱電偶絕緣線進(jìn)行編號(hào)，并保持熱電偶 絕緣線的編號(hào)與熱電偶的編號(hào)相一致；
[0017] (7)對(duì)通孔進(jìn)行密封處理，焊接上電池殼蓋，然后將各熱電偶按照編號(hào)連接至無(wú)紙 記錄儀，實(shí)現(xiàn)裡離子電池內(nèi)部各區(qū)域真實(shí)溫度的同時(shí)采集。
[0018]EVA熱烙膠具有固化快、公害低、粘著力強(qiáng)，膠層既有一定柔性、硬度、又有一定的 初性，膠液涂抹在被粘物上冷卻固化后的膠層，還可W再加熱烙融，重新變?yōu)槟z粘體再與被 粘物粘接，具有一定的再粘性，對(duì)熱電偶的探頭部分防腐蝕處理具有良好的效果。
[0019] 進(jìn)一步優(yōu)選，步驟a中的熱電偶絕緣線采用PFA絕緣線，具有良好的絕緣性能。
[0020] 進(jìn)一步優(yōu)選，熱電偶為K型熱電偶或T型熱電偶。
[0021] 進(jìn)一步優(yōu)選，K型熱電偶采用0. 08mm規(guī)格的K型熱電偶，熱電偶要求盡可能的細(xì)， 該樣可W減少對(duì)電池的影響。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0023] 1、熱電偶直接植入到電池極群內(nèi)部，直接接觸極片和電解液，并且不改變電池的 密封結(jié)構(gòu)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠；
[0024] 2、可W實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)間檢測(cè)電池任何位置的溫度，W及不同位置間的差異；
[00巧]3、不僅適用于單只裡離子電池的溫度檢測(cè)，當(dāng)裡離子電池成組使用時(shí)，可用來(lái)檢 測(cè)電池組中不同位置電池的內(nèi)部溫度，有助于電池組的熱設(shè)計(jì)研究與安全性研究；
[0026] 4、適用于所有疊片式裡離子電池；
[0027] 5、適用于不同溫度、不同充放電狀態(tài)的溫度檢測(cè)，可用于電池整個(gè)壽命周期內(nèi)溫 度變化的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)可研究裡離子電池的失效機(jī)理。
【附圖說(shuō)明】
[002引圖1 125Ah裡離子電池化成過(guò)程溫度狀態(tài)；
[0029] 圖2 125Ah裡離子電池在-20°C放電試驗(yàn)過(guò)程中溫度狀態(tài)；
[0030] 圖3 125Ah裡離子電池在0°C放電試驗(yàn)過(guò)程中溫度狀態(tài)；
[003。圖4 125Ah裡離子電池在25°C放電試驗(yàn)過(guò)程中溫度狀態(tài)；
[003引圖5 125Ah裡離子電池在40°C放電試驗(yàn)過(guò)程中溫度狀態(tài)。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步描述：
[0034] 本發(fā)明所述方形疊片式裡離子電池內(nèi)部溫度檢測(cè)方法，包括W下步驟：
[003引（1)將熱電偶的探頭部分進(jìn)行防腐蝕處理，通過(guò)采用由內(nèi)到外，EVA熱烙膠-金屬 兩層密封技術(shù)的方式進(jìn)行處理，主要包括W下步驟：
[0036] a、將所用的EVA熱烙膠進(jìn)行烙融，控制好EVA熱烙膠液的溫度，保證超細(xì)熱電偶絕 緣線不烙；
[0037] b、將熱電偶的探頭部分伸入烙融的EVA熱烙膠液中0. 5mm，停留2-5s;
[0038] C、將熱電偶提出，迅速降溫；
[003引 似確定采集點(diǎn)的位置W及點(diǎn)數(shù)，設(shè)計(jì)采集點(diǎn)在電池極群中的分布，確定典型極片 在電池極群中的位置，W及典型極片上的典型區(qū)域；
[0040] (3)對(duì)經(jīng)過(guò)防腐處理的熱電偶進(jìn)行編號(hào)，然后將熱電偶植入典型極片的典型區(qū) 域；
[0041] (4)在電池極群制造過(guò)程中，將典型極片放入電池極群中已設(shè)定好的位置；
[0042] (5)在正極或者負(fù)極極柱的中屯、處鉆一直徑大于2mm的通孔，通孔直徑根據(jù)熱電 偶絕緣線直徑和熱電偶的個(gè)數(shù)確定；
[0043] (6)將熱電偶絕緣線從通孔中引出，同時(shí)對(duì)熱電偶絕緣線進(jìn)行編號(hào)，并保持熱電偶 絕緣線的編號(hào)與熱電偶的編號(hào)相一致；
[0044] (7)對(duì)通孔進(jìn)行密封處理，焊接上電池殼蓋，然后將各熱電偶按照編號(hào)連接至無(wú)紙 記錄儀，實(shí)現(xiàn)裡離子電池內(nèi)部各區(qū)域真實(shí)溫度的同時(shí)采集。
[0045] EVA熱烙膠具有固化快、公害低、粘著力強(qiáng)，膠層既有一定柔性、硬度、又有一定的 初性，膠液涂抹在被粘物上冷卻固化后的膠層，還可W再加熱烙融，重新變?yōu)槟z粘體再與被 粘物粘接，具有一定的再粘性，對(duì)熱電偶的探頭部分防腐蝕處理具有良好的效果。
[0046] 其中，步驟a中的熱電偶絕緣線采用PFA絕緣線，具有良好的絕緣性能；熱電偶為 K型熱電偶或T型熱電偶；K型熱電偶采用0. 08mm規(guī)格的K型熱電偶，熱電偶要求盡可能的 細(xì)，該樣可W減少對(duì)電池的影響。
[0047] 本發(fā)明的具體操作過(guò)程：
[0048]W125Ah能量型裡離子電池為例，該電池極群正極片數(shù)為166片，本實(shí)施例設(shè)計(jì)檢 測(cè)電池中間位置、電池極群最外側(cè)W及電池極群四分之一厚度處極片上不同位置的溫度。 由于電池極群的對(duì)稱性，選取電池極群的第一片和第八十S片正極片為典型極片，典型極 片上選取典型區(qū)域，每片典型極片上設(shè)S個(gè)典型區(qū)域。
[0049] 將6個(gè)熱電偶植入典型區(qū)域，并對(duì)熱電偶與其對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行編號(hào)，第一片極片 上=個(gè)熱電偶從下到上編號(hào)為1#、2#和3#，第八十=片正極片上熱電偶編號(hào)為4#、5#和 6#，并將熱電偶絕緣線固定在極耳處，開(kāi)始進(jìn)行疊片，其中，第一片和第八十=片正極片均 為預(yù)先植入熱電偶的正極片，其余為正常正極片。
[0050] 將正極實(shí)屯、極柱的中屯、鉆一直徑為2. 5mm的通孔，將熱電偶絕緣線從通孔中引 出，保證引出前后編號(hào)一致，然后將通孔密封，密封好后焊接電池殼蓋，經(jīng)過(guò)各工序后，電池 試制完成，進(jìn)入試驗(yàn)階段，最后，將熱電偶按編號(hào)連接無(wú)紙記錄儀，進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)中可根據(jù) 需要設(shè)定溫度的記錄條件。
[0051] 四種環(huán)境下試驗(yàn)溫度的對(duì)比情況見(jiàn)表1，25°C環(huán)境下0. 3C、0. 5C、1C、2C放電試驗(yàn) 溫度的對(duì)比情況見(jiàn)表2。
[0052]表 1 [00531
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種方形疊片式鋰離子電池內(nèi)部溫度檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將熱電偶的探頭部分進(jìn)行防腐蝕處理，通過(guò)采用由內(nèi)到外，EVA熱熔膠-金屬兩層 密封技術(shù)的方式進(jìn)行處理，主要包括以下步驟： a、 將所用的EVA熱熔膠進(jìn)行熔融，控制好EVA熱熔膠液的溫度，保證超細(xì)熱電偶絕緣線 不熔； b、 將熱電偶的探頭部分伸入熔融的EVA熱熔膠液中0. 5mm，停留2-5s ; c、 將熱電偶提出，迅速降溫； (2) 確定采集點(diǎn)的位置以及點(diǎn)數(shù)，設(shè)計(jì)采集點(diǎn)在電池極群中的分布，確定典型極片在電 池極群中的位置，以及典型極片上的典型區(qū)域； (3) 對(duì)經(jīng)過(guò)防腐處理的熱電偶進(jìn)行編號(hào)，然后將熱電偶植入典型極片的典型區(qū)域； (4) 在電池極群制造過(guò)程中，將典型極片放入電池極群中已設(shè)定好的位置； (5) 在正極或者負(fù)極極柱的中心處鉆一直徑大于2_的通孔，通孔直徑根據(jù)熱電偶絕 緣線直徑和熱電偶的個(gè)數(shù)確定； (6) 將熱電偶絕緣線從通孔中引出，同時(shí)對(duì)熱電偶絕緣線進(jìn)行編號(hào)，并保持熱電偶絕緣 線的編號(hào)與熱電偶的編號(hào)相一致； (7) 對(duì)通孔進(jìn)行密封處理，焊接上電池殼蓋，然后將各熱電偶按照編號(hào)連接至無(wú)紙記錄 儀，實(shí)現(xiàn)鋰離子電池內(nèi)部各區(qū)域真實(shí)溫度的同時(shí)采集。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形疊片式鋰離子電池內(nèi)部溫度檢測(cè)方法，其特征在于，步 驟a中的熱電偶絕緣線采用PFA絕緣線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形疊片式鋰離子電池內(nèi)部溫度檢測(cè)方法，其特征在于，熱 電偶為K型熱電偶或T型熱電偶。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方形疊片式鋰離子電池內(nèi)部溫度檢測(cè)方法，其特征在于，K型 熱電偶采用〇? 〇8mm規(guī)格的K型熱電偶。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電池內(nèi)部溫度檢測(cè)方法，具體涉及一種方形疊片式鋰離子電池內(nèi)部溫度檢測(cè)方法，包括以下步驟：(1)將熱電偶的探頭部分進(jìn)行防腐蝕處理；(2)確定采集目標(biāo)、典型極片、典型區(qū)域；(3)對(duì)熱電偶進(jìn)行編號(hào)，然后植入典型區(qū)域；(4)在電池極群制造過(guò)程中，將典型極片放入電池極群中已設(shè)定好的位置；(5)在正極或者負(fù)極極柱的中心處鉆一通孔；(6)將熱電偶絕緣線從通孔中引出，同時(shí)對(duì)熱電偶絕緣線進(jìn)行編號(hào)；(7)對(duì)通孔進(jìn)行密封處理，焊接上電池殼蓋，然后將各熱電偶按照編號(hào)連接至無(wú)紙記錄儀；本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)疊片式鋰離子電池任意位置、任何狀態(tài)下的精確、真實(shí)的溫度檢測(cè)。
【IPC分類】G01K7-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104880261
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510306377
【發(fā)明人】林雙, 吳濤, 陳默, 戰(zhàn)祥連, 趙艷紅, 張傳樂(lè), 張兵
【申請(qǐng)人】淄博火炬能源有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年6月5日