方形叠片式锂离子电池内部温度检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电池内部温度检测方法，具体设及一种方形叠片式裡离子电池内 部温度检测方法。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池作为一种具有高比能、长寿命、绿色环保的新能源，在军事、能源、电 子、交通等领域已得到了广泛应用。近年来，随着能源危机的日益加剧和环保压力的逐渐增 大，裡离子电池在电动自行车、电动出租车、电动汽车上的应用量实现了井喷式增长，并且 迫于续航里程的压力，单体裡离子电池的容量也在逐渐增大。
[0003] 裡离子电池采用的电解液是易燃有机物，它在热力学上是一个非常不稳定的体 系，且裡离子电池在使用过程中会产生大量的热量，该部分热量由于电池结构的原因不能 实现均匀分布，可导致不同部位的并联极片性能产生差异，从而导致电池性能的降低；在某 些特殊情况下，裡离子电池局部位置会因为温度过高而引起短路现象，因此温度不均是电 池产生安全隐患的主要因素，因此对裡离子电池内部真实温度进行精确的检测成为了我们 的当务之急，该有助于科学的设计裡离子电池的电巧尺寸，有助于研究裡离子电池材料性 能变化机理，有助于提高裡离子电池的安全性能。
[0004]目前，对裡离子电池内部温度检测的方式主要有W下两种；一是通过采用热敏试 纸测量的方式，但是热敏试纸的精度较低，测得数据的误差较大，对我们的后期研究造成 研究误差；二是将热电偶装在一个导热装置内测量电池温度，导热装置与外界相通，该种方 式由于热传导作用W及壳体隔离的原因，会对所测数据的真实性产生较大的影响。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述技术问题中的不足，本发明的目的在于：提供一种方形叠片式裡离 子电池内部温度检测方法，可W实现对叠片式裡离子电池任意位置、任何状态下的精确、真 实的温度检测。
[0006] 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为；
[0007] 所述方形叠片式裡离子电池内部温度检测方法，包括W下步骤：
[000引 （1)将热电偶的探头部分进行防腐蚀处理，通过采用由内到外，EVA热烙胶-金属 两层密封技术的方式进行处理，主要包括W下步骤：
[0009]a、将所用的EVA热烙胶进行烙融，控制好EVA热烙胶液的温度，保证超细热电偶绝 缘线不烙；
[0010] b、将热电偶的探头部分伸入烙融的EVA热烙胶液中0. 5mm，停留2-5S ;
[0011]C、将热电偶提出，迅速降温；
[001引 似确定采集点的位置化及点数，设计采集点在电池极群中的分布，确定典型极片 在电池极群中的位置，W及典型极片上的典型区域；
[0013] (3)对经过防腐处理的热电偶进行编号，然后将热电偶植入典型极片的典型区 域；
[0014] (4)在电池极群制造过程中，将典型极片放入电池极群中已设定好的位置；
[0015] (5)在正极或者负极极柱的中屯、处钻一直径大于2mm的通孔，通孔直径根据热电 偶绝缘线直径和热电偶的个数确定；
[0016] (6)将热电偶绝缘线从通孔中引出，同时对热电偶绝缘线进行编号，并保持热电偶 绝缘线的编号与热电偶的编号相一致；
[0017] (7)对通孔进行密封处理，焊接上电池壳盖，然后将各热电偶按照编号连接至无纸 记录仪，实现裡离子电池内部各区域真实温度的同时采集。
[0018]EVA热烙胶具有固化快、公害低、粘着力强，胶层既有一定柔性、硬度、又有一定的 初性，胶液涂抹在被粘物上冷却固化后的胶层，还可W再加热烙融，重新变为胶粘体再与被 粘物粘接，具有一定的再粘性，对热电偶的探头部分防腐蚀处理具有良好的效果。
[0019] 进一步优选，步骤a中的热电偶绝缘线采用PFA绝缘线，具有良好的绝缘性能。
[0020] 进一步优选，热电偶为K型热电偶或T型热电偶。
[0021] 进一步优选，K型热电偶采用0. 08mm规格的K型热电偶，热电偶要求尽可能的细， 该样可W减少对电池的影响。
[0022] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果：
[0023] 1、热电偶直接植入到电池极群内部，直接接触极片和电解液，并且不改变电池的 密封结构，检测的数据真实可靠；
[0024] 2、可W实现在同一时间检测电池任何位置的温度，W及不同位置间的差异；
[00巧]3、不仅适用于单只裡离子电池的温度检测，当裡离子电池成组使用时，可用来检 测电池组中不同位置电池的内部温度，有助于电池组的热设计研究与安全性研究；
[0026] 4、适用于所有叠片式裡离子电池；
[0027] 5、适用于不同温度、不同充放电状态的温度检测，可用于电池整个寿命周期内温 度变化的数据监测，通过检测数据可研究裡离子电池的失效机理。
【附图说明】
[002引图1 125Ah裡离子电池化成过程温度状态；
[0029] 图2 125Ah裡离子电池在-20°C放电试验过程中温度状态；
[0030] 图3 125Ah裡离子电池在0°C放电试验过程中温度状态；
[003。图4 125Ah裡离子电池在25°C放电试验过程中温度状态；
[003引图5 125Ah裡离子电池在40°C放电试验过程中温度状态。
【具体实施方式】
[0033] 下面对本发明实施例做进一步描述：
[0034] 本发明所述方形叠片式裡离子电池内部温度检测方法，包括W下步骤：
[003引（1)将热电偶的探头部分进行防腐蚀处理，通过采用由内到外，EVA热烙胶-金属 两层密封技术的方式进行处理，主要包括W下步骤：
[0036] a、将所用的EVA热烙胶进行烙融，控制好EVA热烙胶液的温度，保证超细热电偶绝 缘线不烙；
[0037] b、将热电偶的探头部分伸入烙融的EVA热烙胶液中0. 5mm，停留2-5s;
[0038] C、将热电偶提出，迅速降温；
[003引 似确定采集点的位置W及点数，设计采集点在电池极群中的分布，确定典型极片 在电池极群中的位置，W及典型极片上的典型区域；
[0040] (3)对经过防腐处理的热电偶进行编号，然后将热电偶植入典型极片的典型区 域；
[0041] (4)在电池极群制造过程中，将典型极片放入电池极群中已设定好的位置；
[0042] (5)在正极或者负极极柱的中屯、处钻一直径大于2mm的通孔，通孔直径根据热电 偶绝缘线直径和热电偶的个数确定；
[0043] (6)将热电偶绝缘线从通孔中引出，同时对热电偶绝缘线进行编号，并保持热电偶 绝缘线的编号与热电偶的编号相一致；
[0044] (7)对通孔进行密封处理，焊接上电池壳盖，然后将各热电偶按照编号连接至无纸 记录仪，实现裡离子电池内部各区域真实温度的同时采集。
[0045] EVA热烙胶具有固化快、公害低、粘着力强，胶层既有一定柔性、硬度、又有一定的 初性，胶液涂抹在被粘物上冷却固化后的胶层，还可W再加热烙融，重新变为胶粘体再与被 粘物粘接，具有一定的再粘性，对热电偶的探头部分防腐蚀处理具有良好的效果。
[0046] 其中，步骤a中的热电偶绝缘线采用PFA绝缘线，具有良好的绝缘性能；热电偶为 K型热电偶或T型热电偶；K型热电偶采用0. 08mm规格的K型热电偶，热电偶要求尽可能的 细，该样可W减少对电池的影响。
[0047] 本发明的具体操作过程：
[0048]W125Ah能量型裡离子电池为例，该电池极群正极片数为166片，本实施例设计检 测电池中间位置、电池极群最外侧W及电池极群四分之一厚度处极片上不同位置的温度。 由于电池极群的对称性，选取电池极群的第一片和第八十S片正极片为典型极片，典型极 片上选取典型区域，每片典型极片上设S个典型区域。
[0049] 将6个热电偶植入典型区域，并对热电偶与其对应的位置进行编号，第一片极片 上=个热电偶从下到上编号为1#、2#和3#，第八十=片正极片上热电偶编号为4#、5#和 6#，并将热电偶绝缘线固定在极耳处，开始进行叠片，其中，第一片和第八十=片正极片均 为预先植入热电偶的正极片，其余为正常正极片。
[0050] 将正极实屯、极柱的中屯、钻一直径为2. 5mm的通孔，将热电偶绝缘线从通孔中引 出，保证引出前后编号一致，然后将通孔密封，密封好后焊接电池壳盖，经过各工序后，电池 试制完成，进入试验阶段，最后，将热电偶按编号连接无纸记录仪，进行试验，试验中可根据 需要设定温度的记录条件。
[0051] 四种环境下试验温度的对比情况见表1，25°C环境下0. 3C、0. 5C、1C、2C放电试验 温度的对比情况见表2。
[0052]表 1 [00531
【主权项】
1. 一种方形叠片式锂离子电池内部温度检测方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将热电偶的探头部分进行防腐蚀处理，通过采用由内到外，EVA热熔胶-金属两层 密封技术的方式进行处理，主要包括以下步骤： a、 将所用的EVA热熔胶进行熔融，控制好EVA热熔胶液的温度，保证超细热电偶绝缘线 不熔； b、 将热电偶的探头部分伸入熔融的EVA热熔胶液中0. 5mm，停留2-5s ; c、 将热电偶提出，迅速降温； (2) 确定采集点的位置以及点数，设计采集点在电池极群中的分布，确定典型极片在电 池极群中的位置，以及典型极片上的典型区域； (3) 对经过防腐处理的热电偶进行编号，然后将热电偶植入典型极片的典型区域； (4) 在电池极群制造过程中，将典型极片放入电池极群中已设定好的位置； (5) 在正极或者负极极柱的中心处钻一直径大于2_的通孔，通孔直径根据热电偶绝 缘线直径和热电偶的个数确定； (6) 将热电偶绝缘线从通孔中引出，同时对热电偶绝缘线进行编号，并保持热电偶绝缘 线的编号与热电偶的编号相一致； (7) 对通孔进行密封处理，焊接上电池壳盖，然后将各热电偶按照编号连接至无纸记录 仪，实现锂离子电池内部各区域真实温度的同时采集。
2. 根据权利要求1所述的方形叠片式锂离子电池内部温度检测方法，其特征在于，步 骤a中的热电偶绝缘线采用PFA绝缘线。
3. 根据权利要求1所述的方形叠片式锂离子电池内部温度检测方法，其特征在于，热 电偶为K型热电偶或T型热电偶。
4. 根据权利要求3所述的方形叠片式锂离子电池内部温度检测方法，其特征在于，K型 热电偶采用〇? 〇8mm规格的K型热电偶。
【专利摘要】本发明涉及一种电池内部温度检测方法，具体涉及一种方形叠片式锂离子电池内部温度检测方法，包括以下步骤：(1)将热电偶的探头部分进行防腐蚀处理；(2)确定采集目标、典型极片、典型区域；(3)对热电偶进行编号，然后植入典型区域；(4)在电池极群制造过程中，将典型极片放入电池极群中已设定好的位置；(5)在正极或者负极极柱的中心处钻一通孔；(6)将热电偶绝缘线从通孔中引出，同时对热电偶绝缘线进行编号；(7)对通孔进行密封处理，焊接上电池壳盖，然后将各热电偶按照编号连接至无纸记录仪；本发明可以实现对叠片式锂离子电池任意位置、任何状态下的精确、真实的温度检测。
【IPC分类】G01K7-02
【公开号】CN104880261
【申请号】CN201510306377
【发明人】林双, 吴涛, 陈默, 战祥连, 赵艳红, 张传乐, 张兵
【申请人】淄博火炬能源有限责任公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月5日