[发明专利]一种离子电池多参数集成装置及其制备方法

说明书

本发明属于电池检测领域，具体涉及一种离子电池多参数集成装置，包括离子电池，其特征在于：聚亚酰胺基底上设置有集成传感器，聚亚酰胺基底和集成传感器均设置在离子电池内，所述集成传感器由温度传感器、电压传感器、压力传感器、应力传感器组成，在聚亚酰胺基底一侧设置有温度传感器、电压传感器，在聚亚酰胺基底另一侧设置有压力传感器、应力传感器；引线一端分别将温度传感器、电压传感器、压力传感器、应力传感器相连，引线另一端延伸至引线端口；温度传感器、电压传感器、压力传感器、应力传感器和引线表面上有聚亚酰胺保护膜。该装置适用范围广，抗干扰，简便易行，可大规模生产，可适配于卷绕式、叠片式或其他方式的锂离子电池中。

技术领域

本发明属于电池检测领域，具体涉及一种离子电池多参数集成装置及其测试方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、比功率高、自放电率小、寿命长以及应用温度范围广、可快速充电、能量转换效率高、无环境污染等优点，在数码电子及动力电池等领域应用广泛。锂离子电池在充放电过程中会伴随着热量的产生，造成电池温度的上升及温度分布不均匀，进而电池内部的温度及锂离子浓度相关的各个参数分布均会受影响，从而加速电池的衰减。当电池温度高于60℃时，电池材料界面稳定性下降，循环过程副反应增加，电池性能变差，安全性降低，当电池温度继续升高或过充过放时，电解液会发生汽化或分解导致电池内部胀气，若热量进一步累积会发生热失控，进而引发起火、爆炸等安全事故。掌握锂离子电池最优运行工况并针对性制定应用策略可提高电池的可靠性、寿命及安全性，因此锂离子电池内部温度、电压、压力、应力的实时在线监测对电池性能以及应用边界的确定，机理的探究等发挥着至关重要的作用。

但是，目前市场上生产锂离子电池是密封的，电池内部并没有温度、电压、压力、应力检测的装置，因此电池内部各参数的准确获取很难。多数研究人员采用传统的方法将微型温度、压力或应力传感器单点或多点预埋入锂离子电池内部指定位置，以探索锂离子电池运行过程中的参数变化规律以及提高锂离子电池性能的应用温度范围。这些方法不仅加工制作困难，不能针对单个锂离子电池进行内部指定位置的精准检测，从而不能及时发现异常，而且微型传感器的植入位置精度差、工艺复杂、制作成本高，也破坏了锂离子电池整体结构的气密性，甚至降低了传感器所在电极对的有效面积，进而影响了锂离子电池的性能。另外，对锂离子电池内部各参数进行逐一测量，无疑增加了复杂度及工作量，同时对锂离子电池性能的稳定也有很大影响，如CN201220236884.7公开了一种锂离子电池内部产气检测装置，CN201310094583.4公开了一种电池厚度测量装置，CN201210158700.4公开了一种锂离子电池温度的测量方法，CN201610751332.2公开了一种方形锂离子电池内部温度的在线监测方法及装置，CN201711343451.5公开了一种可检测内部温度和压力的锂电池,CN201410637433.8公开了燃料电池内部温度、湿度、热流密度、电流密度联测传感器等，其主要采用蒸发镀膜方法制作，由于其包覆10层膜，中间的保护层对相互的测量数据产生影响。因此制作能同时在线测量锂离子电池内部互不干扰的多个参数的测量装置是非常必要的。

本发明的锂离子电池内部温度、电压、压力、应力的集成传感器，能够实现同步在线测量锂离子电池内部不同厚度面向的温度、电压、压力、应力的分布情况，独立于被测锂离子电池，不需要对被测锂离子电池的结构进行特殊改造，减少了对锂离子电池的性能的破坏，从而降低了由于多参数分布测量带来的成本和工作量增加。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种实时在线精准检测、抗干扰、可靠的离子电池多参数集成装置及其测试方法以实现对离子电池内部的温度、电压、压力、应力的分布测量。

本发明的技术方案如下：