[发明专利]一种测量锂离子电池极片电极材料与集流体之间结合强度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种测量锂离子电池极片电极材料与集流体之间结合强度的方法。

背景技术

锂离子电池的极片是由电极材料均匀的涂敷在集流体上所形成的，集流体起到汇集电子和支撑电极材料的作用。电极材料与集流体之间需要有较好的结合强度，否则电极材料会从集流体上脱落，严重影响电池的电性能和安全性能。因此电极材料与集流体之间结合强度是电芯开发过程中要评测的一项重要指标。目前，惯用的方法是测剥离强度，即将一定宽度和长度的胶带贴在极片的电极材料上，通过设备将胶带撕开在此过程中记录拉强度值从而得到剥离强度，一般情况下测试后料仍然结合在集流体上，胶带粘下来一层材料。这种方法其实测的是料与胶带之间的结合强度，不能准确的测量电极材料与集流体的结合效果。

因此，一种能准确反应锂离子极片电极材料与集流体之间结合强度的方法具有重要的意义。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种测量锂离子电池极片电极材料与集流体之间结合强度的方法。

本发明提出的一种测量锂离子电池极片电极材料与集流体之间结合强度的方法，对极片施加超声波至电极材料在超声震荡过程中从集流体上全部脱落，根据超声震荡过程中被吸收的超声波能量计算极片上电极材料和集流体之间的结合强度D。

优选地，具体包括以下步骤：

S1、将极片固定，并在极片一侧安装用于检测极片位移的位移传感器；

S2、在极片远离位移传感器的一侧对极片施加超声波直至电极材料从集流体上脱落；

S3、记录超声震荡的时间值t、超声波设备记录的能量E和位移传感器记录的位移值s；

S4、结合极片面积A、时间值t、超声波能量E和位移值s计算结合强度D。

优选地，极片的面积A在固定极片之前获得。

优选地，步骤S4中，结合预设的计算模型计算结合强度D，计算模型为：D＝E/(sⅹtⅹA)。

本发明专利公开了一种测量锂离子电池极片的电极材料与集流体之间结合强度的方法，该测试方法是对极片施加超声波使电极材料从集流体上脱落，通过计算在此过程中吸收的能量来衡量其结合强度大小。

本发明完全通过超声震荡能量来实现电极材料与集流体的剥离，整个过程，避免了人工介入，有利于保证剥离电极材料的能量的客观与可测量性，能真实准确反应电极材料与集流体之间的结合强度。

附图说明

图1为本发明提出的一种测量锂离子电池极片电极材料与集流体之间结合强度的方法流程图；

图2为常态下电池极片示意图；

图3为超声震荡状态下极片示意图；

图4为电极材料脱落示意图。

具体实施方式

参照图1，本发明提出的一种测量锂离子电池极片电极材料与集流体之间结合强度的方法，通过对极片施加超声波至电极材料在超声震荡过程中从集流体上全部脱落，然后根据超声震荡过程中被吸收的超声波能量计算极片上电极材料和集流体之间的结合强度D。

该方法具体包括以下步骤。

S1、将极片固定，并在极片一侧安装用于检测极片位移的位移传感器。

S2、在极片远离位移传感器的一侧对极片施加超声波直至电极材料从集流体上脱落。本步骤中，极片状态变化可参照图2到图4。本步骤中，完全通过超声震荡能量来实现电极材料与集流体的剥离，整个过程，避免了人工介入，有利于保证剥离能量的客观与可测量性。

S3、记录超声震荡的时间值t、超声波设备记录的能量E和位移传感器记录的位移值s。

S4、结合极片面积A、时间值t、超声波能量E和位移值s计算结合强度D。本步骤具体为：结合预设的计算模型计算结合强度D，计算模型为：

D＝E/(sⅹtⅹA)。

本实施方式中，为了操作的简便，并为了保证测量结果的准确，极片的面积A应在固定极片之前获得。

以下集合一个具体的实施例对以上方法做进一步说明。

本实施例中，极片面积A＝4cm2，超声震荡时间为t＝100S，超声波设备记录的超声波能量E＝40J，位移传感器记录的位移值s＝10cm。

则结合强度D＝E/(sⅹtⅹA)＝40J/(10cmⅹ100Sⅹ4cm2)＝10mN/mm2。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。