本发明涉及一种材料性能的测定方法，具体涉及一种测定锂离子电池用ptc材料性能的方法。
背景技术：
锂离子电池的安全事故多，是由于大电流、外部短路、过热、过充电等不当使用情况下引发电池的热失控，导致电池起火甚至爆炸。提高锂离子电池使用中的安全性一直是锂离子电池研究的重大技术问题。
ptc(positivetemperaturecoefficient)正温度系数材料是指材料的电阻值随温度的升高而上升的一种热敏材料，即材料的电阻或者电阻率在某一定的温度范围内时基本保持不变或仅有微小量的变化。而当温度达到材料的某个特定的转变点温度(居里温度)附近时，材料的电阻率会在几度或十几度狭窄的温度范围内发生突变，电阻率迅速增大103-109数量级。ptc热敏电阻本体温度的变化可以由流过ptc热敏电阻的电流来获得，也可以由外界输入热量或者这二者的叠加来获得。
合适的ptc材料(或者制作成期间)可以装配到电池内部，或者复合于电池的电极内部，可以在电池大电路、短路、过充等导致电池温度升高时，降低流经电极的电流，起到保护电池的作用，同时，电池内阻的急速增大引起电端电压的显著变化，使电池管理系统尽早启动保护，也起到保护电池的作用。再者，ptc材料在温度变化导致内阻急剧变化时，ptc材料体积会增大，内部可以吸收电池极片外部的电解液，一定程度上也有利于提高电池的安全性，这种基于ptc材料的电池自激发保护措施对提高锂离子储能电池的安全性具有重要的实用价值，ptc材料的应用是近年来国内外锂离子电池安全性能改善技术的主要研究方向之一。
目前针对ptc材料在锂离子电池中的应用研究，主要是某种材料在电池中的应用方法以及应用后对电池性能的影响，因此需要提供一种测定锂离子电池用ptc材料性质的方法，以为锂离子电池用ptc材料的选择提供详实的数据，进而提高安全性。
技术实现要素：
本发明提供一种测定锂离子电池用ptc材料性能的方法，通过该方法可以准确选择出适用于锂离子电池的ptc材料，既保证了锂离子电池的电化学性能，又提高了其安全性能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种测定锂离子电池用ptc材料性能的方法，该方法包括以下步骤：
1)测量ptc材料的玻璃化转变温度；
2)测量ptc复合电极发生ptc效应的温度；
3)测量ptc复合电极的锂离子电池在不同温度下的电阻；
4)检测ptc复合电极的锂离子电池的电化学性能和安全性能。
一种测定锂离子电池用ptc材料性能的方法的第一优选方案，测量ptc材料的玻璃化转变温度包括：取ptc材料，用热重分析仪进行测量，测量温度为室温到200℃，升温速率为2-4℃/min，测量气氛为氮气。
一种测定锂离子电池用ptc材料性能的方法的第二优选方案，选择用于锂离子电池的ptc材料的玻璃化转变温度范围为70-130℃。
一种测定锂离子电池用ptc材料性能的方法的第三优选方案，测量ptc复合电极发生ptc效应的温度的方法为：
(1)制备复合电极，复合电极中导电剂和ptc材料的比例为4:1～9:1，复合电极的干燥温度不高于70℃；
(2)将所述复合电极放在可变温探针台上，给探针台升温到150℃，升温速率不超过5℃/min，在开始升温的同时，开启四探针测试仪的电阻测试，记录复合电极在升温过程中的电阻变化及发生ptc效应对应的温度。
一种测定锂离子电池用ptc材料性能的方法的第四优选方案，测量ptc复合电极的锂离子电池在不同温度下的电阻的方法为：
首先测试一下电池在室温的交流阻抗，然后开始升温，升温后的测试温度从50℃开始，每升高5℃后，静置1小时，然后测试电池的交流阻抗，测试完成后，继续升温，最高测试到150℃。
一种测定锂离子电池用ptc材料性能的方法的第五优选方案，用于锂离子电池的不同温度下的电阻与室温下的电阻对比所得升阻比至少为102以上。
一种测定锂离子电池用ptc材料性能的方法的第六优选方案，使用电池测试仪测量电化学性能和安全性能，电化学性能测试内容主要包括：电池室温下的循环性能、电池高温下的循环性能，电池的倍率充放电性能、电池的高低温充放电性能；所述安全性能测试内容主要包括：过充电测试、短路测试、加热测试。
与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果如下：
1.本发明提供的方法能够初步快速得出适用于锂离子电池的ptc材料的玻璃化转变温 度；
2.通过对复合电极发生ptc效应的温度的测定，可以快速准备选择适用于锂离子电池的ptc材料；
3.通过四探针测试仪测量ptc复合电极在不同温度下的电阻，测量速度快，准确度高；
4.通过将该方法选择的ptc材料用于锂离子电池中，可不影响电池电化学性能的前提下，提高了电池使用的安全性。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种测定锂离子电池用ptc材料性能的方法，具体包括如下步骤：
1.ptc材料的玻璃化转变温度测量
目前在锂离子电池中具有应用潜力的ptc材料主要是高分子聚合物类的材料，这类材料在发生玻璃态转变时，也是其发生ptc效应时。而对于锂离子电池，其在使用过程中，内部温度可能会达到70℃，但当电池温度达到130℃时，隔膜开始收缩，造成电池的短路，最终引发安全事故。因此，在锂离子电池中应用的ptc材料，其玻璃化转变温度一定要在70-130℃之间，这种既能保证锂离子电池的正常使用，又能在电池发生安全事故前，发生ptc效应，阻止电池安全事故发生。
具体测量方法为：取0.1-0.5gptc材料，用热重分析仪进行测量，测量温度为室温到200℃，升温速率为2-4℃/min，测量气氛为氮气。通过材料的热重曲线，即可得到材料的玻璃化转变温度，对于玻璃化转变温度不在70-130℃的材料，排除其在锂离子电池中应用的可能性。
2.ptc复合电极发生ptc效应的温度测量
将上述步骤1中筛选得到的ptc材料与锂离子电池用导电剂制备成复合电极，复合电极中导电剂和ptc材料的质量比例为4:1或9:1，复合电极的干燥温度不高于70℃，以防止电极在干燥过程中发生ptc效应，导致电极的失效。
将制作好的复合电极放在可变温探针台上的测试位，给探针台升温到150℃，升温速率不超过5℃/min，在开始升温的同时，开启四探针测试仪的电阻测试，记录复合电极在升温过程中的电阻变化，并考察在70-130℃之间，复合电极有没有发生ptc效应。对于没有发生ptc效应的电极，排除其ptc材料在锂离子电池中应用的可能性。
3.ptc复合电极的锂离子电池在不同温度下电阻的测量
将上述方法2中筛选得到的ptc复合电极与锂离子电池的其他部件(负极、隔膜、电解液)组装成锂离子电池，然后测试电池的ptc效应，并计算电池在从常温到ptc效应发生后的升阻比。
将含ptc复合电极的锂离子电池放入鼓风烘箱中，所用烘箱的温度控制精度不低于±1℃，将电池的正负极与电化学工作站连接。首先测试一下电池在室温的交流阻抗，然后开始升温，升温后的测试温度从50℃开始，每升高5℃后，静置1小时，然后测试电池的交流阻抗，测试完成后，继续升温，最高测试到150℃。
交流阻抗的测试参数为：振幅5mv，频率范围100khz-1mhz。记录不同温度下交流阻抗的测试结果，并将电池发生ptc效应后的电阻与室温下的电阻做比对，计算升阻比。
对于锂离子电池，发生ptc效应后，升阻比越高，电池越安全，从电池发生安全事故角度考虑，升阻比至少应在102以上。对于升阻比达不到该数值的锂离子电池，排除其含的ptc材料在锂离子电池中应用的可能性。
4.含ptc材料的锂离子电池性能测试
将ptc采用应用于锂离子电池，是为了提高电池的安全性能，但在电池中引入ptc材料后，是否会影响到电池的电化学性能，还需要测试。如果ptc材料的加入，明显降低了锂离子电池的电化学性能，则该材料不具备在电池中应用的价值。
制作同种材料体系、同种型号的锂离子电池，其中一种不含ptc材料，一种含ptc材料，然后使用电池测试仪分别测试电池的电化学性能和安全性能。
电化学性能测试内容主要包括：电池室温下的循环性能(25℃)、电池高温下的循环性能(55～75℃)，电池的倍率充放电性能、电池的高低温充放电性能，安全性能测试内容主要包括：过充电测试、短路测试、加热测试。
如果ptc材料加入锂离子电池后，电池的电化学性能有明显下降，或者电池的安全性能没有得到改善，则排除该材料在锂离子电池中应用的可能性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。