[发明专利]一种原位测试锂离子电池电势分布装置及其测试方法

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种原位测试锂离子电池电势分布装置及其测试方法。所述装置包括正极机构、第一隔膜、参比机构、第二隔膜、负极机构和电解液。在负极、正极不同位置分别安装引线，同时在电池内部加入参比电极，在电池充放电过程中、或充放电停止时刻监测不同引线与参比电极之间的电压，可实时获取电池内部的电势分布。通过本发明提供的方法，可以快速测定电池内部的电势分布，为设计出内阻更小、电极利用率更高、循环性能更优的电池提供助力。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种原位测试锂离子电池电势分布装置及其测试方法。

背景技术

锂离子电池因其能量密度高、绿色无污染、无记忆效应、循环寿命长等一系列优点广泛应用于交通、通信、储能等领域。随着锂离子电池的大规模应用，人们对其能量密度、安全性、内阻、电化学性能提出了更高的要求，且对电池的研究越来越重视。

锂离子电池是一个涉及电化学、电学、物理学的多学科交叉复杂体系，其内部存在电势分布、电流分布等诸多电场特性。电势分布和电流分布是衡量电池性能的重要指标，电势分布均匀的电池具有更好的倍率性能和循环性能；而电势梯度过大的电池内部极化、应力过大，容易加速电池的老化，也会降低电极的利用率。另一方面，电池的尺寸、长宽比、电极厚度、极耳位置等设计都与电池的内阻、电势分布息息相关，直接影响电池的性能。然而，目前并无相关资料报道测试电池电势分布的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原位测试锂离子电池电势分布的方法，以解决电池内部电势分布难以测量的问题。

为实现上述发明目的，本发明实施例提供了一种原位测试锂离子电池电势分布装置，所述装置具体包括：负极机构、第一隔膜、参比机构、第二隔膜、正极机构和电解液；

所述负极机构包括负极极耳，负极极片和多个负极引线，所述负极极耳设置在负极极片的一侧，所述负极引线均匀设置在负极极片上；

所述参比机构为中间带有绝缘层的金属丝，两端为去除绝缘层的金属丝，其中除去绝缘层一端经缠绕折叠；

所述正极机构包括正极极耳，正极极片和多个正极引线，所述正极极耳设置在正极极片的一侧，所述正极引线均设置在正极极片上；

所述第一隔膜将所述负极机构和参比机构分开，所述第二隔膜将参比机构和正极机构分开；

将所述负极机构、第一隔膜、参比机构、第二隔膜、正极机构进行叠放并封装后注入电解液。

进一步的，所述负极引线和正极引线为两端去除绝缘层的带有绝缘层的金属丝，所述金属丝包括银丝、铜丝、镍丝、铝丝、铂丝。

进一步的，所述正极极耳为铝带，所述负极极耳为镍带，所述极耳焊接在相应的极片上。

基于同一发明构思的，本发明实施例还提供了一种原位测试锂离子电池电势分布测试方法，具体包括以下步骤：

取多根带绝缘层的金属丝，将金属丝两端绝缘层去除1-2cm，并将去除绝缘层金属丝酸处理、烘干获得处理后金属丝；

将正极浆料、负极浆料分别涂覆在极片上获得正极极片和负极极片，并将处理后金属丝的一端涂覆上粘结浆料，获得带有粘结浆料的金属丝；

将所述带有粘结浆料的金属丝粘结在正积极片和负极极片上，并烘干获得带引线的正极极片和负极极片；

将正极极耳、负极极耳分别焊接在带引线的正极极片和负极极片的一侧，获得正极机构和负极机构；

取一根带绝缘层的金属丝，将金属丝一端去除绝缘层1-2cm，将另一端去除绝缘层8-12cm，并将去除绝缘层金属丝进行酸处理烘干，再将去除绝缘层8-12cm的一端缠绕成团，获得参比机构；