一种方形电池原位采集结构的制作方法

本实用新型涉及电池信息采集技术领域，尤其涉及一种方形电池原位采集结构。

背景技术：

三电极电池，是研究锂离子电池离子迁移动力学的一项重要研究方法。目前，在扣式电池、软包电池研究中作为重要的表征手段，常通过在电池制作过程中将铂丝、铜丝、预锂铜丝或预锂铂丝预先安置在正极与负极间作为参比电极，实现对正极与参比电极、负极与参比电极和全电池实时的电位表征或阻抗测试。这种含单参比电极的扣式锂离子电池、软包装锂离子电池三电极体系研究已经成熟、制备工艺相对简单，已经得到比较广泛的应用。但是这种单个参比电极的活性面积很小多为单片锂离子电池，仅能测试电池内部某一个局部区域的电化学信息。而随着锂离子电池的能量和功率需求的不断增大，电池的极片面积也不断增大，结构也日趋复杂，导致电池内部不同区域的电化学动力学过程可能存在很大的区别。这种单参比电极表征技术，已经不能够原位地反应电池各个不同位置的电化学信息。

专利号为cn203414439u的专利虽提供了一种参比电池结构，但仅仅应用在软包电池中，而方形电池是锂离子电池被制造的一种重要的电池模型之一，制造过程也较为复杂，采集方形电池工作时的电化学信息，研究方形电池充放电过程中离子迁移动力学原理，有利于了解方形电池充放电过程中内部的极化分布规律，从而针对性的在电池设计或制造工艺上对电池进行改进优化，进一步提高电池的综合性能。

技术实现要素：

基于背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种方形电池原位采集结构。

本实用新型提出的一种方形电池原位采集结构，包括方形外壳以及设置在方形外壳内的方形电池电芯，还包括多个参比电极和绝缘板，参比电极包括镀锂端和引线，所述镀锂端设置在方形电池电芯内任意位置，所述引线一端与镀锂端连接且其另一端穿过方形外壳的注液口后与绝缘板连接。

优选的，所述镀锂端外部包裹有隔膜。

优选的，所述镀锂端设置方形电池电芯的正极与隔膜之间任意位置或方形电池电芯的负极与隔膜之间任意位置。

优选的，所述引线为柔性的铜丝漆包线或铂丝漆包线。

优选的，所述引线的直径d1不大于50μm。

优选的，所述镀锂端的长度不大于10mm。

优选的，所述隔膜的宽度为d2，并且d1≤d2≤1mm；所述隔膜的长度为l2，并且l2>l1。

优选的，所述方形外壳采用钢壳或铝壳。

优选的，所述方形电池电芯采用叠片式电芯或卷绕式电芯。

本实用新型提出的一种方形电池原位采集结构，能够原位地检测电池在充放电过程中各个不同位置的化学电位、阻抗信息，有助于了解电池充放电过程中内部的极化分布规律和对电池失效后的分析，从而在电池设计或制造工艺上对电池进行改进优化，进一步提高电池的综合性能。

附图说明

图1为实施例一提出的一种方形电池原位采集结构的结构示意图；

图2为实施例二提出的一种方形电池原位采集结构的结构示意图；

图3为实施例三提出的一种方形电池原位采集结构的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

参照图1，本实用新型提出一种方形电池原位采集结构，包括方形外壳1以及设置在方形外壳1内的方形电池双卷芯2，方形外壳1采用钢壳或铝壳。还包括多个参比电极和绝缘板3，参比电极包括镀锂端4和引线5，所述镀锂端4设置在方形电池电芯2内任意位置，如方形电池双卷芯2的正极与隔膜之间任意位置或方形电池双卷芯2的负极与隔膜之间任意位置。所述引线5一端与镀锂端4连接且其另一端穿过方形外壳1的注液口6后与绝缘板3连接，便于区分，也便于与外部检测仪器连接。

其中参比电极制作步骤如下：将直径d1＝50um铜丝漆包线，用酒精、丙酮个侵泡30min，出去表面油渍；进一步地，将两端l1＝10mm长度侵泡在硫酸中，除去表层的绝缘层，后用酒精清洗干净；进一步地，在水≤0.1ppm，氧气≤0.1ppm手套箱中将引线的一段与纯锂片进行摩擦，使引线的一端完全被锂包覆，完成镀锂；进一步地，用宽度5mm、长度15mm的隔膜将镀锂端包裹；进一步地，将引线包裹的镀锂端安置在ab卷性的不同位置，将另一端经卷软竖直切面从注液口引出，焊接在绝缘板上，便于区分位置和与检测仪器连接；进一步地，将制备的卷芯放置于铝壳内，完成方形电池的制作；进一步地，完成注液、化成；进一步地，用紫外uv胶完成注液口6封口。完成方形电池原位电位结构装置。

实施例二

参照图2，本实用新型提出一种方形电池原位采集结构，包括方形外壳1以及设置在方形外壳1内的方形电池单卷芯2，方形外壳1采用钢壳或铝壳。还包括多个参比电极和绝缘板3，参比电极包括镀锂端4和引线5，所述镀锂端4设置在方形电池电芯2内任意位置，如方形电池双卷芯2的正极与隔膜之间任意位置或方形电池双卷芯2的负极与隔膜之间任意位置。所述引线5一端与镀锂端4连接且其另一端穿过方形外壳1的注液口6后与绝缘板3连接，便于区分，也便于与外部检测仪器连接。其参比电极制作方法与实施例一相同。

实施例三

参照图3，本实用新型提出一种方形电池原位采集结构，包括方形外壳1以及设置在方形外壳1内的方形电池叠片电芯2，方形外壳1采用钢壳或铝壳。还包括多个参比电极和绝缘板3，参比电极包括镀锂端4和引线5，所述镀锂端4设置在方形电池电芯2内任意位置，如方形电池双卷芯2的正极与隔膜之间任意位置或方形电池双卷芯2的负极与隔膜之间任意位置。所述引线5一端与镀锂端4连接且其另一端穿过方形外壳1的注液口6后与绝缘板3连接，便于区分，也便于与外部检测仪器连接。其参比电极制作方法与实施例一相同。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种方形电池原位采集结构，包括方形外壳(1)以及设置在方形外壳(1)内的方形电池电芯(2)，其特征在于，还包括多个参比电极和绝缘板(3)，参比电极包括镀锂端(4)和引线(5)，所述镀锂端(4)设置在方形电池电芯(2)内任意位置，所述引线(5)一端与镀锂端(4)连接且其另一端穿过方形外壳(1)的注液口(6)后与绝缘板(3)连接。

2.根据权利要求1所述的方形电池原位采集结构，其特征在于，所述镀锂端(4)外部包裹有隔膜。

3.根据权利要求1所述的方形电池原位采集结构，其特征在于，所述镀锂端(4)设置方形电池电芯(2)的正极与隔膜之间任意位置或方形电池电芯(2)的负极与隔膜之间任意位置。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方形电池原位采集结构，其特征在于，所述引线(5)为柔性的铜丝漆包线或铂丝漆包线。

5.根据权利要求2所述的方形电池原位采集结构，其特征在于，所述引线(5)的直径d1不大于50μm。

6.根据权利要求5所述的方形电池原位采集结构，其特征在于，所述镀锂端(4)的长度不大于10mm。

7.根据权利要求6所述的方形电池原位采集结构，其特征在于，所述隔膜的宽度为d2，并且d1≤d2≤1mm；所述隔膜的长度为l2，并且l2>l1。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的方形电池原位采集结构，其特征在于，所述方形外壳(1)采用钢壳或铝壳。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的方形电池原位采集结构，其特征在于，所述方形电池电芯(2)采用叠片式电芯或卷绕式电芯。

技术总结
本实用新型提出了一种方形电池原位采集结构，包括方形外壳以及设置在方形外壳内的方形电池电芯，还包括多个参比电极和绝缘板，参比电极包括镀锂端和引线，所述镀锂端设置在方形电池电芯内任意位置，所述引线一端与镀锂端连接且其另一端穿过方形外壳的注液口后与绝缘板连接。本实用新型能够原位地检测电池在充放电过程中各个不同位置的化学电位、阻抗信息，有助于了解电池充放电过程中内部的极化分布规律和对电池失效后的分析，从而在电池设计或制造工艺上对电池进行改进优化，进一步提高电池的综合性能。

技术研发人员：张金华;汪伟;钟明明;鲁劲华;黄鹏鹏;郑刚
受保护的技术使用者：合肥国轩高科动力能源有限公司
技术研发日：2020.10.30
技术公布日：2021.07.30