一种锂离子电池极片面密度一致性的评价方法与流程

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池极片面密度一致性的评价方法。

背景技术：

随着传统能源的枯竭以及环境问题的日益突出，锂离子电池作为新型清洁能源的发展方向越来越受到各国政府和科学家的重视，不断地致力于开发研究更加实用高效的锂离子电池。相比于传统的铅蓄电池和镍金属氢电池，锂离子电池在循环寿命、能量密度、功率密度和环境友好性能上优势明显。虽然，在能量密度上与燃料电池有一定差距，但是燃料电池高昂的制造成本以及复杂的生产工艺使其实现商业化难度很大。因此，锂离子电池是未来电动汽车以及混合动力电池的理想动力电源。

锂离子电池中的正负极极片面密度是决定电池容量的重要因素，而极片面密度的一致性则直接影响电池容量的一致性，电池容量的层次不齐会直接导致在PACK使用时降低模组的性能。影响极片面密度一致性的因素有很多，如浆料、涂布模头、涂布速度等。可见在生产过程中测试评价正负极极片面密度的一致性对锂离子电池性能至关重要。

目前，对极片面密度测试均采用测厚仪进行实时检测，如激光测厚仪、x射线测厚仪、β射线测厚仪等；但是实时检测时，极片上的检测位置会受到限制，往往仅检测极片对角线区域的面密度，使得检测位置不全面，从而使得面密度一致性的结果不准确；并且使用上述仪器进行实时检测，都存在测量精度不够、检测位置不全面、外界影响因素大等缺点。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池极片面密度一致性的评价方法，本发明操作简单快捷，实用性强，测试结果准确，重现性好，能够为评价极片面密度的一致性提供准确参考。

本发明提出的一种锂离子电池极片面密度一致性的评价方法，包括如下步骤：从同一极片上截取两段极片，一段极片分组横向冲孔得到多组横向圆片，另一段极片分组纵向冲孔得到多组纵向圆片；分别计算每个横向圆片和纵向圆片的面密度，再分别计算横向圆片面密度的平均离散系数、纵向圆片面密度的平均离散系数；根据横向圆片面密度的平均离散系数、纵向圆片面密度的平均离散系数评价锂离子电池极片面密度的一致性。

上述面密度为指定厚度的物质单位面积的质量，为本领域常用名词。

上述离散系数、平均离散系数按常规统计学方法计算。

上述平均离散系数越小，极片面密度一致性越好；平均离散系数越大，极片面密度一致性越差。

优选地，横向冲孔，每组孔数≥10个，总组数≥5组，每组间距≥10cm。

优选地，纵向冲孔，每组孔数≥10个，总组数≥4组，每组间距≥5cm。

优选地，用于横向冲孔的极片长度＞50cm，用于纵向冲孔的极片长度＞100cm。

优选地，横向圆片的直径为3cm，纵向圆片的直径为6cm。

优选地，极片为正极极片或负极极片。

优选地，平均离散系数的计算方法为：先分别计算每组面密度的离散系数，最后计算平均离散系数。

本发明从极片的横向和纵向2个方向、分组选取多个圆片样品，检测其面密度并进一步计算横向、纵向圆片面密度的平均离散系数，使得极片上的取样点多且取样位置全面，从而使得面密度一致性的结果准确，且本发明操作简单快捷，实用性强；重现性好，能够为评价极片面密度的一致性提供准确参考；并且避免了实时检测，测量精度不够的问题；且本发明可以用来评价不同涂布机生产的电极极片的面密度的一致性，从而评价涂布机的性能。

附图说明

图1为本发明横向冲孔取样示意图。

图2为本发明纵向冲孔取样示意图。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种锂离子电池极片面密度一致性的评价方法，包括如下步骤：选取涂布1#机生产的两段长度均大于1m的正极极片，一段极片用冲孔模具分组横向冲孔得到5组横向圆片，每组孔数为12个，每组间距为10cm，横向圆片的直径为3cm，具体取样如图1，另一段极片用冲孔模具分组纵向冲孔得到4组纵向圆片，每组孔数为12个，每组间距为5cm，纵向圆片的直径为6cm，具体取样如图2；接着用电子天平对每个横向圆片和纵向圆片称重，再分别计算每个横向圆片和纵向圆片的面密度，然后分别计算每组面密度的离散系数，其中，5组横向圆片的离散系数分别为0.68％、0.58％、0.53％、0.43％和0.46％，平均值为0.54％；4组纵向圆片的离散系数分别为0.80％、0.85％、0.78％和0.84％，平均值为0.82％；

上述图1和图2中的孔数仅为举例，并不代表实施例1的取孔数。

实施例2

一种锂离子电池极片面密度一致性的评价方法，包括如下步骤：选取涂布2#机生产的两段长度均大于1m的正极极片，一段极片用冲孔模具分组横向冲孔得到5组横向圆片，每组孔数为14个，每组间距为15cm，横向圆片的直径为3cm，另一段极片用冲孔模具分组纵向冲孔得到4组纵向圆片，每组孔数为14个，每组间距为10cm，纵向圆片的直径为6cm；接着用电子天平对每个横向圆片和纵向圆片称重，再分别计算每个横向圆片和纵向圆片的面密度，然后分别计算每组面密度的离散系数，其中，5组横向圆片的离散系数分别为0.93％、0.97％、1.15％、1.02％和0.85％，平均值为0.99％；4组纵向圆片的离散系数分别为0.41％、0.45％、0.52％和0.44％，平均值为0.46％。

实施例3

一种锂离子电池极片面密度一致性的评价方法，包括如下步骤：选取涂布3#机生产的两段长度均大于1m的正极极片，一段极片用冲孔模具分组横向冲孔得到5组横向圆片，每组孔数为16个，每组间距为10cm，横向圆片的直径为3cm，另一段极片用冲孔模具分组纵向冲孔得到4组纵向圆片，每组孔数为20个，每组间距为8cm，纵向圆片的直径为6cm；接着用电子天平对每个横向圆片和纵向圆片称重，再分别计算每个横向圆片和纵向圆片的面密度，然后分别计算每组面密度的离散系数，其中，5组横向圆片的离散系数分别为0.20％、0.20％、0.18％、0.11％和0.15％，平均值为0.17％；4组纵向圆片的离散系数分别为0.35％、0.29％、0.40％和0.38％，平均值为0.36％。

比较实施例1-3中的正极极片在横向和纵向面密度的离散系数，1#机正极极片、2#机正极极片和3#机正极极片在横向面密度的离散系数均值分别为0.54％、0.99％和0.17％，表明涂布3#机生产的正极极片在横向上的面密度一致性要优于涂布1#和2#机生产的正极极片；1#机正极极片、2#机正极极片和3#机正极极片在纵向面密度的离散系数均值分别为0.82％、0.46％和0.36％，表明涂布3#机生产的正极极片在纵向上的面密度一致性要优于涂布1#和2#机生产的正极极片。

综上所述，可以得出涂布3#机生产的正极极片面密度一致性要优于涂布1#和2#机生产的正极极片。

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。