本發(fā)明涉及電池生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于可測量電池內(nèi)部溫度裝置的軟包電池制作方法。

（二）

背景技術(shù)：

單體鋰離子軟包電池由正極、負(fù)極、隔膜以及電解液和鋁塑膜等組成。軟包電池由于本身結(jié)構(gòu)的特性，電池主體比較軟，同時有不規(guī)整的鋁塑膜包裝邊緣，電池的冷卻散熱不能直接進(jìn)行，并且需要外部形狀的支撐，所以軟包電池的熱結(jié)構(gòu)設(shè)計需要規(guī)整的散熱片結(jié)構(gòu)，散熱片結(jié)構(gòu)的優(yōu)化需要更準(zhǔn)確的電池組熱分布數(shù)據(jù)，為此軟包單體的熱分布的測量也必須得到優(yōu)化。

電池的充放電過程的電化學(xué)反應(yīng)是可逆反應(yīng)。

磷酸鐵鋰材料電池反應(yīng)方程式：

正極反應(yīng)：LiFePO₄?Li_1-xFePO₄+xLi⁺+xe^-；

負(fù)極反應(yīng)：xLi⁺+xe^-+6C?Li_xC₆；

總反應(yīng)式：LiFePO₄+6xC?Li_1-xFePO₄+Li_xC₆。

放電過程，電池從左至右發(fā)生可逆反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)熱。其主要產(chǎn)熱反應(yīng)包括：SEI膜分解，電解液分解，正極分解，負(fù)極與電解液反應(yīng)，負(fù)極與粘結(jié)劑反應(yīng)；還有電池內(nèi)阻的存在也會產(chǎn)熱。電池組各單體軟包電池之間溫度差異較小，對于提高電池組的充放電能力和使用壽命有積極意義；研究單體軟包溫度分布，對于改善電池電化學(xué)性能也具有積極意義；研究電池的熱管理系統(tǒng)具有重要意義。

由于現(xiàn)有電池反應(yīng)熱的測試方法大多局限在軟包電池表面使用熱敏電阻等工具，在絕熱條件下測試軟包電池表面溫度來推測電池反應(yīng)熱的分布，這種方法具有滯后性，有相當(dāng)大的誤差?；诳蓽?zhǔn)確測量電池內(nèi)部溫度裝置來制作軟包電池，準(zhǔn)確測量電池內(nèi)部產(chǎn)熱分布是可以實現(xiàn)的，直接在軟包電池內(nèi)部進(jìn)行溫度測量，可直接獲取電池內(nèi)部各部位反應(yīng)熱的第一時間的溫度反饋，可準(zhǔn)確得到反應(yīng)熱的溫度分布情況。

（三）

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種步驟簡單、測量高效準(zhǔn)確的基于可測量電池內(nèi)部溫度裝置的軟包電池制作方法。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種基于可測量電池內(nèi)部溫度裝置的軟包電池制作方法，以測試部件和電池主體為基礎(chǔ)裝置，包括如下步驟：

（1）測試部件組裝為雙線路板包夾固定熱敏電阻，熱敏電阻固定在雙線路板間的鑲嵌孔內(nèi)，組裝后的測試部件進(jìn)行通路測試，之后進(jìn)行表面絕緣處理和干燥處理；

（2）電池芯包的組裝方式為雙芯包夾測試部件，或?qū)y試部件夾入單芯包內(nèi)部，可實現(xiàn)正負(fù)極片和隔膜的溫度直接測量，然后烘烤，進(jìn)行短路測試；

（3）芯包組合完畢后入殼，根據(jù)裸電芯厚度進(jìn)行頂側(cè)封，硬封溫度170-180℃，壓力0.4-0.5MPa，時間4-5s；軟封溫度180-185℃，壓力0.4-0.5MPa，時間4-5s；

（4）再進(jìn)行冷熱壓，熱壓65℃-75℃，冷壓常溫，氣缸壓力0.5-0.6Mpa，增壓0.2-0.3Mpa，冷熱壓時間各為55s-60s，增壓時間各為30s；

（5）測試溫度數(shù)據(jù)編號，即相應(yīng)引出導(dǎo)線和熱敏電阻配對后編號，可使用數(shù)字、字母等符號，進(jìn)行數(shù)據(jù)線性化處理。

按以上步驟方法將測試裝置和軟包電池載體組裝后就可以實現(xiàn)軟包電池內(nèi)部溫度的測量。

本發(fā)明涉及到的部件包括測試部件和電池主體，測試部件和芯包組合環(huán)境條件要符合所選電池工藝的要求。測試部件包括線路板，熱敏電阻探測器，導(dǎo)線等部件，電池主體為軟包電池，電池芯包組裝可以是疊片等方式。

本發(fā)明的更優(yōu)技術(shù)方案為：

步驟（1）中，測試部件的側(cè)封導(dǎo)線和外出導(dǎo)線一體，側(cè)封導(dǎo)線端錫焊連接線路板電路，每條導(dǎo)線對應(yīng)一個熱敏電阻，對每條導(dǎo)線進(jìn)行編號。

測試部件的干燥處理條件為，溫度60-90℃，真空加熱，1-2h換氮?dú)庖淮危瑫r間10-14h。

根據(jù)現(xiàn)實需求也能調(diào)整測試部件的各部件的組裝和排列方式，即熱敏電阻鑲嵌孔在雙線路板可正反交錯排列也可以單向線性排列。

線路板厚度、寬度和長度甚至彎曲度可根據(jù)實際情況具體調(diào)整制作，基材PCB、FPC都可；電池線路板可選擇柔板FPC，也可選擇硬板PCB，只是尺寸和鑲嵌孔數(shù)也要相應(yīng)調(diào)整。

使用雙芯包包夾雙層板的測試裝置是一個不錯的選擇，雖然不能直接測試所在層正負(fù)極反應(yīng)的反應(yīng)熱，但是誤差已經(jīng)大幅減小，簡單高效，測試精度已足夠，而且對電池電化學(xué)反應(yīng)不會造成影響；相對應(yīng)的雙板插入芯包的正極側(cè)或負(fù)極側(cè)測試效果和雙芯包的效果基本相同，只是缺陷是這兩種方法會影響到正負(fù)極片反應(yīng)的一半的發(fā)揮。

對于直接測試正負(fù)極片溫度反應(yīng)，較好的方法是使用單板，F(xiàn)PC0.1mm板是較好選擇，熱敏電阻鑲?cè)腓偳犊?，熱敏電阻高度略大于單板厚度，錫焊連接電路，鑲嵌孔數(shù)量可以很大，其分布要密集，單板和熱敏電阻的厚度盡可能小，不能影響到正負(fù)極片正常的反應(yīng)，這種方法的缺點是技術(shù)要求高并且復(fù)雜

步驟（2）中，烘烤條件為，溫度60-90℃，真空加熱，1-2h換氮?dú)庖淮危瑫r間10-14h。

步驟（3）中，入殼頂側(cè)封時，側(cè)封導(dǎo)線在氣囊的對面?zhèn)?，即?cè)封側(cè)；外出導(dǎo)線在側(cè)封處引出，即氣囊的對側(cè)。

本發(fā)明的有益效果：

（1）線路板鑲嵌熱敏電阻探測器測量軟包電池內(nèi)部溫度，測試部件的簡單的平板結(jié)構(gòu)設(shè)計和靈活的導(dǎo)線輸出設(shè)計不影響電池頂側(cè)封裝及冷熱平壓；

（2）線路板和熱敏電阻探測器的尺寸設(shè)計可以隨芯包的主體尺寸變化而靈活調(diào)整；

（3）通過調(diào)整熱敏電阻探測器在鑲嵌線路板上的位置，可以靈活測試軟包電池正負(fù)極片的不同部位溫度；

（4）可靈活調(diào)整整個測試部件在芯包中縱橫向的位置，可根據(jù)需要靈活測試電池內(nèi)部不同深度正負(fù)極片的溫度。

（四）附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

圖1為本發(fā)明軟包電池的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明軟包電池的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明測試部件的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1外出導(dǎo)線，2側(cè)封導(dǎo)線，3鑲嵌孔，4線路板，5熱敏電阻，6芯包，7膠帶，8旅宿殼，9側(cè)封位，10錫焊接位。

（五）具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施方式，對本發(fā)明實施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本發(fā)明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。

實施例：

本發(fā)明提供了一種基于可準(zhǔn)確測量電池內(nèi)部溫度裝置的軟包電池制作方法，測試裝置短路測試完畢后，要進(jìn)行烘烤干燥處理，干燥參數(shù)：烘溫80℃，真空烘烤時間12h，每2h換一次氮?dú)?。芯?選擇疊片芯包6為載體，在此選擇磷酸鐵鋰型（濕混配料）使用內(nèi)部型號50200125-EV10Ah工藝的軟包疊片電池，使用的芯包干燥處理后要在室溫和濕度≤20%的環(huán)境下進(jìn)行組裝。

如圖3所示，將熱敏電阻5嵌入相應(yīng)線路板4的熱敏電阻鑲嵌孔3，測試各個熱敏電阻5通路并保證線路板4的平整。線路板4的尺寸和熱敏電阻鑲嵌孔3的數(shù)量都要根據(jù)芯包6尺寸具體去定，比如這里線路板設(shè)置長度為183mm，寬度97mm，熱敏電阻鑲嵌孔3為27個。

如圖2所示，線路板6厚度需熱敏電阻鑲嵌孔3排布方式和熱敏電阻5的尺寸確定，即熱敏電阻鑲嵌孔3可雙線路板4正反交錯分布，或雙線路板4單向分布，相應(yīng)外出導(dǎo)線要調(diào)節(jié)在雙線路板4上的位置（當(dāng)然兩種排布方式的外出導(dǎo)線都可達(dá)到27個，導(dǎo)線數(shù)量可以根據(jù)需要的測試點數(shù)量確定），熱敏電阻5高度要稍大于線路板4的厚度約0.1mm；測試裝置就組裝完畢后要進(jìn)行表面絕緣處理，這里選用耐電解液腐蝕絕緣膠進(jìn)行絕緣處理。

如圖1所示：

對于疊片芯包6測試裝置的插入位置問題，根據(jù)工藝芯包6疊層本來是等距分布的17層正極和18層負(fù)極，由于負(fù)極必須包裹正極，一種方法較適合直接測試正極側(cè)或負(fù)極側(cè)的溫度，選用的方法是要測試正極側(cè)1到17層，選擇需要測試的正極層，把測試裝置小心插入所在層的正極片一側(cè)，可以直接測試正極側(cè)或負(fù)極側(cè)的溫度，缺點就是被測試極片的那一側(cè)由于線路板的格擋，會阻礙正負(fù)極鋰離子交換，造成極片在電池反應(yīng)時一些部位會受損，這和線路板熱敏電阻5數(shù)量和熱敏電阻鑲嵌孔3數(shù)量多少有一定關(guān)系；另一種方法是使用雙芯包6，即雙芯包6正極層數(shù)加起來共有17層，由于負(fù)極片必須要包住正極片，正極側(cè)的測試中測試裝置將隔著負(fù)極片和隔膜來測試所需正極片溫度，而負(fù)極側(cè)的測試也會隔著隔膜進(jìn)行測試溫度，這樣的結(jié)果就是不能直接測試想獲取正極側(cè)或負(fù)極側(cè)的溫度，所以可以將芯包6稍微修改一下疊片方法，這種方法對疊片的要求很高，需手動疊片，但是對測試芯包6中間層溫度是技術(shù)要求可以做到自動疊片，這兩種方法可以靈活選擇。

對于疊片軟包電池，測試裝置插入或被包裹層時，對于極片位置溫度的測試就需要調(diào)試熱敏電阻5的位置，根據(jù)熱敏電阻5的尺寸和50200125軟包電池尺寸，熱敏電阻鑲嵌孔3數(shù)量在這里設(shè)置等距的27個就可以覆蓋整個極片，每個孔都是一個測量點，選擇不同的測試點就能測試相應(yīng)測試點的溫度，為了能一次性多取幾個測試點的溫度數(shù)據(jù)，可選用雙線路板4、熱敏電阻5正反交錯分布方式，最多可以一次性測得27個點的溫度，當(dāng)然27個測試點分布在2個極片上面，這種排布適用于相鄰雙極片溫度測試的對比，所以雙線路板4、熱敏電阻5單向排布就可以滿足單個極片的溫度測量，其測試數(shù)量也能達(dá)到27個。

側(cè)封導(dǎo)線2的引出方式，側(cè)封導(dǎo)線2與線路板4的電路連接處使用錫焊連接，考慮到側(cè)封導(dǎo)線2數(shù)量可能達(dá)27個，選擇耐電解液腐蝕絕緣膠對錫焊連接處和側(cè)封導(dǎo)線2進(jìn)行絕緣處理。每條導(dǎo)線與相應(yīng)的熱敏電阻5都有編號，在這里選擇數(shù)字編號1-27不等。

電芯超焊完畢后，要進(jìn)行入殼頂側(cè)封，測量芯包6厚度后，沖殼出相應(yīng)尺寸的鋁塑殼8，頂側(cè)封時，注意側(cè)封導(dǎo)線2會集中在鋁塑殼8側(cè)面，被側(cè)封，所以側(cè)封導(dǎo)線2要在側(cè)封面上按順序排列整齊，首先進(jìn)行硬封，硬封頂封溫度175℃，時間5s，側(cè)封溫度170℃，時間4s；壓力0.5Mpa，其他要求按50200125軟包工藝執(zhí)行。軟封只選擇側(cè)封，溫度180℃，時間4s，壓力0.4Mpa。頂側(cè)封完成后，除平壓參數(shù)因電池厚度變化修改外，其他按50200125工藝執(zhí)行制作電池，冷熱平壓參數(shù)：熱壓70℃，冷壓常溫，氣缸壓力0.6Mpa，增壓0.3Mpa，冷熱壓時間各為55s，增壓時間各為30s。

電池制作完畢后，連接外出導(dǎo)線1和數(shù)據(jù)接收器后檢查電路，確認(rèn)安全通路后方可進(jìn)行實驗，為了獲取豐富的實驗數(shù)據(jù)又不使資源的過多浪費(fèi)，電池數(shù)量可根據(jù)電池內(nèi)測試點的位置設(shè)置進(jìn)行控制。測試部件的材質(zhì)都為耐電解液腐蝕材質(zhì)。

以上僅表達(dá)了本發(fā)明的一種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。