一种材料极片最大压实密度的测试方法

文档序号:6027746阅读:4185来源:国知局
专利名称:一种材料极片最大压实密度的测试方法
技术领域
本发明涉及一种材料极片最大压实密度的测试方法,具体地讲涉及一种精准化的锂离子电池材料极片最大压实密度的测试方法。
背景技术
锂离子电池作为一种新兴电源,具有高电压、高容量、重量轻、体积小、安全环保等诸多优点,被广泛应用于手机、笔记本电脑、数码产品等领域,随着能源危机的日益加重,锂离子电池在新能源汽车中的应用逐渐成为现在的热门研究领域。锂离子电池制作过程中,压实密度对电池性能有较大的影响,实验证明,压实密度与比容量、充放电效率、内阻及电池循环性能有着密切的关系。找出最大的极片压实密度对电池的设计非常重要,一般来说,压实密度越大,电池的能量密度就能做得越高,所以压实密度也被看做是材料能量密度的参考指标之一。压实密度不光和颗粒的大小、密度有关系, 还和粒子的级配有关系,压实密度大的一般都有很好的粒子正态分布。可以认为,在工艺条件一定的情况下,压实密度越大,电池的容量密度越高。合适的正极压实密度可以增大电池的放电容量,减少内阻,减少极化损失,延长电池的循环寿命,提高锂离子电池的利用率。极片压实密度一般是指材料涂布成为极片之后,单位体积上正极物料的重量,反映了材料本身的性能,直接关系到电池的体积比能量。依据目前通常的做法,极片最大压实密度的测试结果是一个范围,例如一种材料的最大压实密度可能为3. 96-3. 99g/cm3,而另外一种材料的最大压实密度是3. 98-4. OOg/ cm3,就很难比较这两种材料的最大压实密度哪个更高一点。目前现有的测试方法是采用在一整张极片上测若干个厚度值,然后取这些值的平均值作为极片的厚度。这样做会产生很大的误差。根据极片最大压实密度的计算公式
π M.-Mn ,P = —(g/cm3)式中,Mi为极片面密度(g/cm2) ,M0为集流体面密度(g/cm2) ,Li为碾压后极片厚度 (cm),Ltl为碾压后集流体厚度(cm)。分别固定虬、,Μ” Ltl,可以得到压实密度P与极片厚度 Li的关系。如图2所示,固定极片的面密度(即Mi-MO的值)为0. 04g/cm2,集流体厚度为 16μπι(即0. 0016cm),得到的极片厚度(含集流体)与压实密度的关系图,该压实密度范围为行业内常用的范围。可见,厚度每变化lym,极片压实密度就会相应变化约0.04g/cm3, 而根据测试数据,碾压后极片厚度差值最大能达到5 μ m,所以如果采用平均厚度,得到的极片压实密度误差会非常大
发明内容
基于以上所述,本发明提供了一种精准化的锂离子电池材料极片压实密度的测试方法,该方法操作简单、能够将极片最大压实密度的值精确至点,且结果稳定可靠,有效避免了极片最大压实密度测量误差带来的对材料性能的错误判断等严重后果。本发明的技术方案如下一种材料极片最大压实密度的测试方法,包括如下步骤(1)在碾压后的极片上沿与极片短边平行方向取若干个点,分别测量其实际厚度, 若其厚度差< ι μ m,则沿通过该若干点的直线对极片进行对折测试,并按照折痕处的极片厚度计算该处的压实密度,保留小数点后两位;(2)取若干对折测试的数据进行分析,直至某一压实密度P1下,其对折测试有至少 10次结果为通过而从未出现未通过的情况,且?广。.Olg/cm3的情况下在至多10次以内的对折测试中出现了未通过的结果,而压实密度小于P1的对折测试中没有出现未通过的结果, 则可确定P1值为该材料的极片最大压实密度。所述对折测试是指沿通过该若干点的直线对极片进行180°对折,再沿折痕反向对折180°,保持极片对折状态,观察极片是否出现断裂或者是否有透光孔。所述对折测试结果为通过是指对折的折痕处没有出现断裂或透光孔。若通过,可以增大压实密度;反之若出现断片或透光孔,则未通过,需降低压实密度。所述步骤(1)中在极片上沿与短边平行方向取若干个点可以是3-6个点,优选为 4个点。所述步骤(1)中在极片上沿与短边平行方向所取的点,其点与点之间的间距相等或趋近相等。
M -M ο所述步骤⑴中压实密度的计算方法为P= / T°(g/cm ),其中,Mi为极片面密
度(g/cm2),M0为集流体面密度(g/cm2),Li为碾压后极片厚度(cm),L0为碾压后集流体的厚度(cm)。本发明提供的材料极片最大压实密度的测试方法,通过对极片对折测试以及对其测试结果通过率的分析,准确得出材料的极片最大压实密度,方法简单,结果稳定可靠,有效避免了极片最大压实密度测量误差带来的对材料性能的错误判断等严重后果。


图1为极片厚度(含集流体)与压实密度的关系图;图2为本发明的极片对折测试的示意图。
具体实施例方式通过下述实施例及附图将有助于理解本发明,但不限制本发明的内容。实施例1—种材料极片最大压实密度的测试方法,包括如下步骤(1)如图1所示,在碾压后的极片1上沿与极片1短边平行方向取4个点3,其点与点之间的间距趋近相等,分别测量其实际厚度,若其厚度差< 1 μ m,则沿通过该若干点的直线对极片进行对折测试,对折测试是指沿通过该4个点3的直线对极片进行180°对折,再沿折痕反向对折180°,保持极片对折状态,观察极片是否断裂或者是否有透光孔,按照
折痕处2的极片厚度计算该处的压实密度,保留小数点后两位;所述压实密度的计算方法 M -M ο
为P= / T ° (g/cm ),其中,Mi为极片面密度(g/cm2),M0为集流体面密度(g/cm2),Li为碾压后极片厚度(cm),L0为碾压后集流体厚度(cm);(2)对折测试结果为通过是指对折的折痕处2没有出现断裂或透光孔,若通过,可以增大压实密度;反之,若出现断片或透光孔,则未通过,需降低压实密度。取若干对折测试的数据进行分析,直至某一压实密度P1下,其对折测试有10次结果为通过而从未出现未通过的情况,且PJ0. 01g/cm3的情况下在10次以内的对折测试中出现了未通过的结果,而压实密度小于P1的对折测试中没有出现未通过的结果,则可确定P1值为该材料的实际极片最大压实密度。具体测试和数据分析过程采用列表法。在测试极片压实密度时,若折痕处2没有出现断裂或透光孔,则表示该压实密度为通过,然后测试极片1厚度,计算出该极片压实密度后,在表中相应的压实密度值下标注“0K”,反之,则标注“NG”,以上步骤反复进行,一步步逼近最终的最大压实密度。这样,既可以把最大压实密度归结为一个确定的值,也可以通过反复测量的方法,避免偶然情况的发生,使测试结果更加真实可靠。结果如表1所示,该材料的最大极片压实密度为P1 = 4. 04g/cm3。表1极片对折测试测量压实密度结果
权利要求
1.一种材料极片最大压实密度的测试方法,包括如下步骤(1)在碾压后的极片上沿与极片短边平行方向取若干个点,分别测量其实际厚度,若其厚度差< 1 μ m,则沿通过该若干点的直线对极片进行对折测试,按照折痕处的极片厚度计算该处的压实密度,保留小数点后两位;(2)取若干对折测试的数据进行分析,直至某一压实密度P1下,其对折测试有至少10 次结果为通过而从未出现未通过的情况,且?广。.Olg/cm3的情况下在至多10次以内的对折测试中出现了未通过的结果,而压实密度小于P1的对折测试中没有出现未通过的结果,则可确定P1值为该材料的极片最大压实密度。
2.根据权利要求1所述的材料极片最大压实密度的测试方法,其特征在于所述对折测试是指沿通过该若干点的直线对极片进行180°对折,再沿折痕反向对折180°,保持极片对折状态,观察极片是否出现断裂或者是否有透光孔。
3.根据权利要求1或2所述的材料极片最大压实密度的测试方法,其特征在于所述对折测试结果为通过是指对折的折痕处没有出现断裂或透光孔。
4.根据权利要求1所述的材料极片最大压实密度的测试方法,其特征在于所述步骤 (1)中在极片上沿与短边平行方向取若干个点为3-6个点。
5.根据权利要求4所述的材料极片最大压实密度的测试方法,其特征在于所述步骤 (1)中在极片上沿与短边平行方向取若干个点为4个点。
6.根据权利要求1、2、4或5中任意一项所述的材料极片最大压实密度的测试方法,其特征在于所述步骤(1)中在极片上沿与短边平行方向所取的点,其点与点之间的间距相等或趋近相等。
7.根据权利要求1所述的材料极片最大压实密度的测试方法,其特征在于所述步骤M -M ο(1)中压实密度的计算方法为P= / T °(g/cm),其中,Mi为极片面密度(SAm2)Jtl为集流体面密度(g/cm2),Li为碾压后极片厚度(cm),L0为碾压后集流体厚度(cm)。
全文摘要
本发明涉及一种材料的极片最大压实密度的测试方法,具体地讲涉及一种精准化的锂离子电池材料极片最大压实密度的测试方法。该方法包括为在碾压后的极片上沿与极片短边平行方向取若干个点,若其厚度差≤1μm,则沿通过该若干点的直线对极片进行对折测试;取若干压实密度的数据进行分析,直至某一压实密度P1下,其对折测试有至少10次结果为通过而从未出现未通过的情况,且P1+0.01g/cm3的情况下在至多10次以内的对折测试中出现了未通过的结果,则P1值为该材料的极片最大压实密度。该方法操作简单,测量结果准确、稳定、可靠,有效避免了极片最大压实密度测量误差带来的对材料性能的错误判断。
文档编号G01N9/24GK102564894SQ20111045163
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者于微, 佘圣贤, 杨柳, 潘雯宇, 白厚善, 陈彦彬, 雷雨 申请人:北京当升材料科技股份有限公司
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