专利名称：一种锂离子电池爆炸原因测试方法
技术领域：
本发明涉及一种电池的失效分析测试方法，尤其是利用锂离子电池的爆炸残留物对电池爆炸原因进行分析测试的方法。
背景技术：
随着笔记本电脑和无线电话等电子设备的广泛使用，加大了对用作电子设备电源的锂离子电池需求，然而锂离子电池由于过量充电或短路，使阴极材料的化学活性大大提高，从而阴极材料与电解液快速反应，产生大量气体，锂离子电池内部的压力和温度迅速增高，引起电池爆炸。目前，世界各国的锂离子电池研究机构一直致力于解决锂电池爆炸的问题，但是能够对电池爆炸原因进行准确分析的方法还很少有人研究，也没有对电池爆炸的机理进行深入研究，导致目前还不能较好的分析电池爆炸的原因，只有正确分析出电池的爆炸原因，才能从而找出解决电池爆炸的方法，提高电池的安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够准确对锂离子电池爆炸原因进行分析测试的方法。
为实现上述目的，本发明是采用以下技术方案来实现的所述的锂离子电池爆炸原因的测试方法，包括以下步骤A、通过滥用实验得出一标准，所述的标准是用爆炸可溶物占总产物重量百分比来表征的；B、收集未知电池爆炸后的产物，并进行研磨、过筛得到粉体；C、将过筛后的粉体用水溶解，过滤后得到溶液和残留物；D、将得到的溶液和残留物烘干，分别得到爆炸产物的可溶物和不溶物，得出可溶物的百分比；E、将得出的可溶物百分比与标准进行对比，根据对比结果来判断所述爆炸产生的原因。
本发明所述的标准百分比是通过以下步骤而得A1、收集已知电池爆炸原因的产物，并进行研磨、过筛得到粉体；A2、将过筛后的粉体用水溶解，过滤后得到溶液和残留物；A3、将得到的溶液和残留物烘干，分别得到爆炸产物的可溶物和不溶物；A4、得出爆炸可溶物占总产物的百分比，并建立引起各种爆炸原因的标准。
如前所述，当可溶物是爆炸产物重量的20％-30％时，可判断其爆炸原因是过充电引起的；当可溶物是爆炸产物重量的7％-17％时，可判断其爆炸原因是短路引起的，其中，当可溶物是爆炸产物重量的12％-17％时，可判断其短路爆炸原因是针刺或直接外短路引起的，当可溶物是爆炸产物重量的7％-12％且不包括12％时，可判断其短路爆炸原因是热冲击引起的。
所述的粉体过筛是使用100目～200目筛；所述的烘干温度为70℃-95℃，优选90℃。
本发明所述的电池爆炸原因测试方法，其由于过充爆炸和短路爆炸的机理不同，即爆炸时由于正负极片上的物质不同，导致爆炸后所产生的物质也不同，但由于其爆炸后产物过多，很难将其一一分辨，通过将爆炸产物使用水作为溶剂将之溶解得到可溶物百分比，能很好的将不同原因引起爆炸所产生的特征产物进行很好的表征，从而分辨其爆炸引起的原因，该方法操作简单，分析结果准确，能较好的分辨出锂电池是何种原因引起的爆炸。
具体实施例方式
标准可溶物百分比的制作本实施例所用的锂离子电池的主要原材料如表1
表1准备24份以上材料制成的电池(型号103450AR)，分别充电至4.2V，分成4组，每组6个，分别对4组电池进行四种滥用实验，即过充(3C/10V)、针刺、外短路、热冲击(150℃/30min)试验，人为使电池发生爆炸。
将爆炸后电池内部的残余物倒出，除去整块的铜箔，研磨约十五分钟，过100目筛，得到筛下粉体；将得到的粉体分别用水溶解后过滤，得到溶液和残留物，并将得到溶液和残留物在90℃的温度下烘干，得出不同种爆炸可溶物占总产物的标准参照表2
表2从以上标准参照表可知，过充与针刺、外短路、热冲击的爆炸可溶物百分比有明显不同，当可溶物是爆炸产物重量的20％-30％，可判断其爆炸原因是过充电引起的；当可溶物是爆炸产物重量的7％-17％时，可判断爆炸原因是短路引起的。
当用户在使用电池过程中发生爆炸后，对发生爆炸电池的产物用本发明的方法进行分析，得出爆炸可溶物百分比，并与标准参照表进行比较，就可以得知引起电池爆炸的原因。
实施例1将一未知原因引起爆炸的电池内部残余物倒出、收集在一起，除去整块的铜箔，研磨约十五分钟，过100目筛，得到筛下粉体，将粉体使用水作溶剂溶解，得到悬浮液，过滤后得到溶液和残留物，将得到的溶液和残留物于70℃烘箱中烘干，分别得到可溶物和不溶物，计算出可溶物是爆炸产物重量的20％，通过与标准参照表进行比较，可判断出该电池是由过充引起的爆炸。
实施例2将一未知原因引起爆炸的电池内部残余物倒出、收集在一起，除去整块的铜箔，研磨约十五分钟，过150目筛，得到筛下粉体，将粉体使用水作溶剂溶解，得到悬浮液，过滤后得到溶液和残留物，将得到的溶液和残留物于90℃烘箱中烘干，分别得到可溶物和不溶物，计算出可溶物是爆炸产物重量的25％，通过与标准参照表进行比较，可判断出该电池是由过充引起的爆炸。
实施例3将一未知原因引起爆炸的电池内部残余物倒出、收集在一起，除去整块的铜箔，研磨约十五分钟，过150目筛，得到筛下粉体，将粉体使用水作溶剂溶解，得到悬浮液，过滤后得到溶液和残留物，将得到的溶液和残留物于90℃烘箱中烘干，分别得到可溶物和不溶物，计算出可溶物是爆炸产物重量的28.3％，通过与标准参照表进行比较，可判断出该电池是由过充引起的爆炸。
实施例4将一未知原因引起爆炸的电池内部残余物倒出、收集在一起，除去整块的铜箔，研磨约十五分钟，过200目筛，得到筛下粉体，将粉体使用水作溶剂溶解，得到悬浮液，过滤后得到溶液和残留物，将得到的溶液和残留物于95℃烘箱中烘干，分别得到可溶物和不溶物，计算出可溶物是爆炸产物重量的30％，通过与标准参照表进行比较，可判断出该电池是由过充引起的爆炸。
实施例5收集一未知原因引起爆炸的电池内部残余物，除去整块的铜箔，研磨约十五分钟，过100目筛，得到筛下粉体，将粉体使用水作溶剂溶解，得到悬浮液，过滤后得到溶液和残留物，将得到的溶液和残留物于70℃烘箱中烘干，分别得到可溶物和不溶物，计算出可溶物是爆炸产物重量的12％，通过与标准参照表进行比较，可判断其爆炸原因是针刺或外短路引起电池短路的。
实施例6收集一未知原因引起爆炸的电池内部残余物，除去整块的铜箔，研磨约十五分钟，过150目筛，得到筛下粉体，将粉体使用水作溶剂溶解，得到悬浮液，过滤后得到溶液和残留物，将得到的溶液和残留物于90℃烘箱中烘干，分别得到可溶物和不溶物，计算出可溶物是爆炸产物重量的15％，通过与标准参照表进行比较，可判断其爆炸原因是针刺或外短路引起电池短路的。
实施例7收集一未知原因引起爆炸的电池内部残余物，除去整块的铜箔，研磨约十五分钟，过200目筛，得到筛下粉体，将粉体使用水作溶剂溶解，得到悬浮液，过滤后得到溶液和残留物，将得到的溶液和残留物于95℃烘箱中烘干，分别得到可溶物和不溶物，计算出可溶物是爆炸产物重量的17％，通过与标准参照表进行比较，可判断其爆炸原因是针刺或外短路引起电池短路发生的。
实施例8收集一未知原因引起爆炸的电池内部残余物，除去整块的铜箔，研磨约十五分钟，过100目筛，得到筛下粉体，将粉体使用水作溶剂溶解，得到的悬浮液，过滤后得到溶液和残留物，将得到的溶液和残留物于70℃烘箱中烘干，分别得到可溶物和不溶物，计算出可溶物是爆炸产物重量的7％，通过与标准参照表进行比较，可判断其爆炸原因是热冲击引起电池短路发生的。
实施例9收集一未知原因引起爆炸的电池内部残余物，除去整块的铜箔，研磨约十五分钟，过150目筛，得到筛下粉体，将粉体使用水作溶剂溶解，得到的悬浮液，过滤后得到溶液和残留物，将得到的溶液和残留物于90℃烘箱中烘干，分别得到可溶物和不溶物，计算出可溶物是爆炸产物重量的8.2％，通过与标准参照表进行比较，可判断其爆炸原因是热冲击引起电池短路发生的。
实施例10收集一未知原因引起爆炸的电池内部残余物，除去整块的铜箔，研磨约十五分钟，过200目筛，得到筛下粉体，将粉体使用水作溶剂溶解，得到的悬浮液，过滤后得到溶液和残留物，将得到的溶液和残留物于95℃烘箱中烘干，分别得到可溶物和不溶物，计算出可溶物是爆炸产物重量的11.8％，通过与标准参照表进行比较，可判断其爆炸原因是热冲击引起电池短路发生的。
权利要求
1.一种锂离子电池爆炸原因的测试方法，其特征在于包括以下步骤A、通过滥用实验得出一标准，所述的标准是用爆炸可溶物占总产物重量百分比来表征的；B、收集未知电池爆炸原因的产物，并进行研磨、过筛得到粉体；C、将过筛后的粉体用水溶解，过滤后得到溶液和残留物；D、将得到的溶液和残留物烘干，分别得到可溶物和不溶物，计算出可溶物的重量百分比；E、将得出的可溶物百分比与标准进行对比，根据对比结果来判断所述爆炸产生的原因。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池爆炸原因测试方法，其特征在于所述的标准是通过以下步骤而得A1、收集已知电池爆炸原因的产物，并进行研磨、过筛得到粉体；A2、将过筛后的粉体用水溶解，过滤后得到溶液和残留物；A3、将得到的溶液和残留物烘干，分别得到可溶物和不溶物；A4、得出可溶物的重量百分比，并建立引起各种爆炸原因的标准。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池爆炸原因测试方法，其特征在于当所述的可溶物是爆炸产物重量的20％-30％时，可判断其爆炸原因是过充电引起的。
4.根据权利要求1或2所述的锂离子电池爆炸原因测试方法，其特征在于当可溶物是爆炸产物重量的7％-17％时，可判断其爆炸原因是短路引起的。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池爆炸原因测试方法，其特征在于当可溶物是爆炸产物重量的12％-17％时，可判断其短路爆炸原因是针刺或直接外短路引起的。
6.根据权利要求4所述的锂离子电池爆炸原因测试方法，其特征在于当可溶物是爆炸产物重量的7％-12％且不包括12％时，可判断其短路爆炸原因是热冲击引起的。
7.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池爆炸原因测试方法，其特征在于所述粉体是过100目～200目筛。
8.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池爆炸原因测试方法，其特征在于所述的烘干温度为70℃-95℃。
9.根据权利要求8所述的一种锂离子电池爆炸原因测试方法，其特征在于所述的烘干温度为90℃。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池爆炸原因测试方法，它是通过滥用实验建立爆炸原因的标准，对未知爆炸的电池的残留物进行收集，然后研磨过筛得到粉体，将粉体用水溶解，过滤后得到残留物和溶液，将残留物和溶液烘干得出可溶物的百分比与标准百分比对照，根据对照结果来判断爆炸发生的原因，这种方法操作简单，分析结果准确，能较好的分辨出锂电池是何种原因引起的爆炸。
文档编号G01D21/00GK101059553SQ20061006042
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月18日 优先权日2006年4月18日
发明者曹建华, 毛焕宇 申请人:深圳市比克电池有限公司