[发明专利]用于评估电池组电池的方法和设备

说明书

一种用于评估电池组电池的方法和设备。电池组电池可以包括：气密密封的外壳；封闭在外壳内的多个导电部件；导电端子，其具有在外壳内延伸的近端和相对于外壳外部的电池组电池沿纵向方向延伸的远端；以及在一个或多个导电部件和导电端子的近端之间形成的固态电气机械接头。电池组电池的评估可以包括在向导电端子和固态电气机械接头施加纵向拉力或横向弯曲力的同时测量电池组电池的阻抗。

技术领域

本公开内容总体上涉及电化学电池，并且更具体地，涉及电互连的电化学电池的封装。

引言

电池是通过电化学还原-氧化(氧化还原)反应将化学能转化为电能的装置。在二次电池或可再充电电池中，这些电化学反应是可逆的，这允许电池经历多次充电和放电循环。

二次锂离子电池包括电化学电池，其包括负电极、正电极和用于在负电极和正电极之间传导锂离子的电解质。用液体电解质溶液润湿的多孔隔膜夹在电极之间，以使电极彼此物理分离和电绝缘，同时允许自由离子流动。负电极和正电极中每一个通常承载在金属集电器上或连接到金属集电器上。集电器通过可中断的外部电路彼此连接，电子可以通过该外部电路从一个电极传递到另一个电极，而锂离子在电池的充电和放电期间以相反的方向通过电化学电池迁移。

在袋型锂离子电池组电池中，每个集电器包括扁平金属片，该金属片具有涂覆有一层正或负电极材料的相对的主面和从其延伸的未涂覆的突片。多个负电极材料涂覆的集电器和多个正电极材料涂覆的集电器交替地一个堆叠在另一个上，其间设置有共同延伸的多孔隔膜层。与每个负电极材料涂覆的集电器相关联的未涂覆的突片聚集在一起并通过固态接头彼此连接并连接到负电极端子。同样地，与每个正电极材料涂覆的集电器相关联的未涂覆的突片聚集在一起并通过固态接头彼此连接并连接到正电极端子。此后，将涂覆的集电器和多孔隔膜层的堆叠体密封在柔性容器或袋内，使得仅负电极和正电极端子的远端从其延伸。集电器的未涂覆的突片和在它们之间形成的固态接头完全密封在袋内。负电极端子和正电极端子的远端可以与一个或多个其他电池组电池并联或串联电连接以形成电池模块，电池模块又可以与一个或多个其他电池模块串联或并联电连接以形成电池组。

发明内容

一种评估电池组电池的方法。电池组电池可以包括气密密封的外壳，封闭在外壳内的多个正电极层和负电极层，以及具有在外壳内延伸的近端和在外壳外部延伸的远端的导电端子。可以在正电极层或负电极层与导电端子的近端之间形成固态电气机械接头。固态电气机械接头可以完全封闭在电池组电池的外壳内。可以在导电端子的远端和电池组电池阻抗测量装置之间建立电连接。该方法可以包括在测量电池组电池的阻抗的同时向导电端子和固态电气机械接头施加纵向拉力或横向弯曲力。

纵向拉力或横向弯曲力可以施加到导电端子和固态电气机械接头，而不向电池组电池的外壳施加压缩力。

通过向电池组电池施加离心力，可以将纵向拉力施加到电池组电池的导电端子和封闭在电池组电池的外壳内的固态电气机械接头。

通过将导电端子的远端保持在静止位置并沿横向方向移动电池组电池的外壳的至少一部分，可以将横向弯曲力施加到电池组电池的导电端子和固态电气机械接头。

通过将电池组电池的外壳的至少一部分保持在静止位置并沿横向方向移动导电端子，可以将横向弯曲力施加到电池组电池的导电端子和固态电气机械接头。

在对电池组电池的导电端子和固态电气机械接头施加纵向拉力或横向弯曲力期间进行的电池组电池阻抗测量可以被评估，以用于评估固态电气机械接头的完整性的目的，而不会对电池组电池功能产生不利影响。

可以在纵向拉力或横向弯曲力施加到导电端子和固态电气机械接头之前、期间或之后对电池组电池执行非破坏性测量，以用于评估固态电气机械接头的完整性的目的。非破坏性测量可以包括以下技术中的至少一种：激光成像、激光剪切成像、激光超声测试、光学成像、声发射测试、热成像、3D激光扫描、光学相干断层扫描、以及它们的组合。