[发明专利]检测电池内部压强的方法及电池内部压强检测件

说明书

本发明涉及一种检测电池内部压强的方法及电池内部压强检测件。检测方法为：在电池内部空腔中设置一个内部灌充有空气的弹性密封体，电池在预充化成结束后，通过X射线透射检测获得弹性密封体的外径大小，再计算出体积，通过气体方程PV＝nRT计算获得弹性密封体内的气体压强，即为电池内部的压强值。电池内部压强检测件包括设在电池内部空腔中的弹性密封体，弹性密封体包括弹性壁及由弹性壁密封包围而成的腔体，腔体中灌有产生的压强值和电池内部空腔中的压强值相同的空气。本发明能精确地对任何密闭电池内部气体压强进行检测，检测方便，满足规模化大批量生产的需求，从而最终能对锂离子电池的电化学性能、安全性能和一致性进行有效的评估筛选。

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池制造领域，尤其涉及一种检测电池内部压强的方法及电池内部压强检测件。

背景技术

锂离子电池从实际产业化到现在为止已经有近二十年的历史，作为一种新型的绿色高能环保动力型电池，具有能量密度高、使用周期长、无毒环保和方便回收利用等诸多优点。目前来看锂离子电池是最优的储能装置，其优点远远高于铅酸、镍氢等电池，并且已经广泛应用在各领域，特别是近期和未来的新能源汽车方面，其需求量和发展几乎呈直线上升趋势。

锂离子电池按外观结构可分为软包结构、方形金属壳结构、圆柱体结构等几种类型。其中，圆柱体电池具有高度成熟的自动化设备、技术生产成熟、安全性好、机械强度高等诸多优点，已经逐渐成为新能源汽车储能电源的首选。但由于圆柱体电池本身体积较小，应用在新能源汽车上需要的电池数量会很庞大，这就要求所使用的电池必须有极好的一致性和安全性能，这也是各大圆柱体锂离子电池生产企业所必须面临的问题。

圆柱体锂离子电池生产过程中从封口开始一直保持密封状态，不会像软包、方形金属壳电池那样中间会有排气过程。由于电池在预充化成过程中存在特有的电化学反应，会产生乙烯、甲烷、乙烷等气体，必然会导致圆柱体密封腔内的压强增高。正常情况下，不会对电池性能造成很大的负面影响，是允许这部分气体和压强存在的。但如果锂离子电池在制造过程中出现工艺设计不合理、生产管控不到位等原因，就会造成圆柱体密封腔内的气体压强偏高或者批量生产的电池之间压强不均一等现象，最终会影响电池的安全和一致性，导致无法大批量成组使用。

目前对圆柱体电池内部压强的检测还没有切实有效的方法。可以尝试的简单方法有两个：一个是通过测试单颗电池电化学性能来对电池内部压强进行评估；另一个方法是通过一种高精度的密闭压力传感器，将单颗电池进行破坏，通过压力的微小变化来进行估算。但这两种方法弊端太多，首先是无法精确有效地对电池内压进行检测，其次是无法应用到规模化的大批量生产中，因此这两种方法都没在锂电行业被应用。

发明内容

本发明主要解决电池内部压强的测试比较困难，原有的测试方法要么无法精确检测电池内压要么是破坏性检测，无法应用到规模化的大批量生产中的技术问题；提供一种检测电池内部压强的方法及电池内部压强检测件，其能方便地实现对电池内压的检测，检测精确，满足规模化大批量生产的需求。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明检测电池内部压强的方法为：首先在电池制作过程中在电池内部空腔中设置一个内部灌充有空气的弹性密封体，电池在预充化成结束后，电池内部压强会增高，导致所述的弹性密封体形变收缩，此时通过X射线对电池进行透射检测获得弹性密封体的外径大小，再计算出弹性密封体的体积，然后通过气体方程PV＝nRT，其中，P为弹性密封体内的气体压强，V为弹性密封体的体积，n为弹性密封体内气体物质的量，R为气体常数，T为气体温度，计算获得弹性密封体内的气体压强，即为电池内部的压强值。V为弹性密封体的体积，也就是弹性密封体内气体的体积；n为弹性密封体内气体物质的量，即气体的摩尔数；T为气体温度，也就是电池内部空腔中的温度。本技术方案中的气体方程是和电池外界大气压作对比进行计算的，已知外界大气压压强为1个大气压。因为弹性密封体是密封的，所以气体方程中的n、R都是固定的，压强通过除法比例计算获得。本发明方便地实现对电池内压的检测，检测精确，满足规模化大批量生产的需求。