一种电池极片的一致性评价方法与流程

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池极片的一致性评价方法。

背景技术：

随着新能源的发展，锂离子电池应用广泛，且对电池生产质量的要求越来越高。在动力系统、储能系统中通常是多个电池单体组合使用。因此，各个电池单体的性能必须具有高度的一致性。现有的电池一致性控制方法主要采用控制电极浆料的固含、粘度、细度以及涂布面密度等参数来保证。该方式不利于对电池极片的一致性进行筛选，且各种参数无法准确的反映电池极片的性能。从而导致电池极片的不良品流入后道生产工序，增加了后续的筛选工作，进而增大了电池生产的质量成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种电池极片的一致性评价方法，其评价准确度高，便于控制生产质量成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一个极片，沿所述极片的长度方向，所述极片包括多个依次连接的涂布区；

从所述极片上裁切至少一个所述涂布区作为样品极片；

在所述样品极片上裁切多个样品膜片，检测每个所述样品膜片的厚度、面密度和电阻率；

将所述样品极片的厚度、面密度和电阻率分别与标准极片的厚度、面密度和电阻率对比，根据所述样品极片的厚度、面密度和电阻率是否分别位于所述标准极片的厚度、面密度和电阻率的设定范围内，以判定所述极片是否合格。

进一步的，沿所述极片的长度方向，裁切位于所述极片的两端的所述涂布区作为所述样品极片。

进一步的，当所述极片的长度超过设定值l时，沿所述极片的长度方向，裁切位于所述极片的两端的所述涂布区和位于所述极片的中部的所述涂布区作为所述样品极片。

进一步的，所述电池极片的一致性评价方法还包括：所述电池极片的一致性评价方法还包括：根据多个所述样品膜片的厚度在所述样品极片上的位置分布判定所述极片是否合格；和/或者，

根据多个所述样品膜片的面密度在所述样品极片上的位置分布判定所述极片是否合格；和/或者，

根据多个所述样品膜片的电阻率在所述样品极片上的位置分布判定极片是否合格。

进一步的，多个所述样品膜片在所述样品极片上呈组列式分布。

进一步的，所述样品极片包括至少三个膜片组，每个所述膜片组包括多个沿所述样品极片的长度方向间隔分布的所述样品膜片，至少三个所述膜片组沿所述样品极片的宽度方向分布，沿所述样品极片的宽度方向，所述样品极片的两端和中部均设有所述膜片组。

进一步的，裁切所述样品膜片时，对每个所述样品膜片进行编号标记。

进一步的，还提供一个膜片电阻测试系统，通过膜片电阻测试系统检测所述样品膜片的电阻，所述样品膜片的电阻率等于所述样品膜片的电阻与所述样品膜片的检测面积的比值。

进一步的，所述样品膜片的非边缘部形成检测区，所述膜片电阻测试系统的检测探头对所述检测区进行检测，以测得所述样品膜片的电阻。

进一步的，通过每个所述样品极片上的多个样品膜片的电阻率的平均值、电阻率的最大值和电阻率的最小值与所述标准极片进行对比。

本发明相比于现有技术的有益效果：

本发明的电池极片的一致性评价方法，通过在极片上裁切至少一个涂布区作为样品极片，再从样品极片上裁切多个样品膜片，并对每个样品膜片进行检查以获得其厚度、面密度和电阻率的检测数据，根据样品极片上的检测数据与标准极片进行对比，以判定整个极片是否合格。该方法能够在极片的涂布工序中对极片进行质量筛选，避免不良品进入后道工序，造成后期的整改，进而有利于控制电池生产的质量成本。同时，利用厚度、面密度和电阻率进行判定，质量评价的准确性高。

附图说明

图1为实施例的极片的示意图。

图2为实施例的样品膜片的示意图。

图中：

1、极片；11、涂布区；12、样品极片；13、样品膜片；131、检测区。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本发明提供的一种电池极片的一致性评价方法，包括：

提供一个极片1，沿极片1的长度方向，极片1包括多个依次连接的涂布区11；

从极片1上裁切至少一个涂布区11作为样品极片12；

在所述样品极片12上裁切多个样品膜片13，检测每个样品膜片13的厚度、面密度和电阻率；

将样品极片12的厚度、面密度和电阻率分别与标准极片的厚度、面密度和电阻率对比，根据样品极片12的厚度、面密度和电阻率是否分别位于标准极片的厚度、面密度和电阻率的设定范围内，以判定极片1是否合格。

可以理解的是，面密度为指定厚度的物质单位面积的质量，为本领域常用名词。在极片涂布过程中，浆料因素、涂布模头因素、涂布速度因素等均可对极片1上形成的浆料层造成影响，进而影响极片1的使用性能。因此，极片1的厚度、面密度和电阻率能够直接反映出极片1的生产质量。在实际生产中，需要使极片1的厚度、面密度和电阻率维持在设定的范围值以内，并通过比对、筛选的方式区分出合格品和不良品，以促进整个生产流程顺利进行。为便于比对，利用符合生产制造标准的极片作为标准极片，标准极片上对应的厚度、面密度和电阻率作为设定值。标准极片的设定值为一个数值范围，即标准极片的厚度的设定范围为a1～a2，面密度为b1～b2，电阻率为c1～c2，当样品极片12的厚度小于a1或者大于a2时，即样品极片12为不良品，反之则为合格品。当样品极片12的面密度小于b1或者大于b2时，即样品极片12为不良品，反之则为合格品。当样品极片12的电阻率小于c1或者大于c2时，即样品极片12为不良品，反之则为合格品。由于样品极片12从极片1中取得，进而通过对样品极片12的质量判定得到对极片1整体的质量判定。

本实施例中，极片1包括多个依次连接的涂布区11，每个涂布区11能够对应一个极片单体，涂布工序完成后可对每个极片单体进行裁切，再将多个极片单体通过叠片或者卷绕的方式形成芯包。从极片1上裁切至少一个涂布区11作为样品极片12，该样品极片12的检测结果能够反映整个极片1的质量，即通过对样品极片12的质量判定以获得整个极片1的质量判定。样品极片12的取样数量可根据极片1的总体长度以及极片1上的涂布区11的数量灵活选择。优选地，当极片1的长度超过设定值l时，例如l等于20米，从极片1上裁切三个涂布区11作为样品极片12；当极片1的长度不超过设定值l时，从极片1上裁切两个涂布区11作为样品极片12。具体地，当裁切两个样品极片12时，裁切位于极片1的长度方向的两端的涂布区11作为样品极片12。裁切的两个样品极片12分别位于两端，即两个样品极片12分别位于极片1涂布时的开始位置和结束位置，这两个样品极片12更具对整个极片1质量判定的代表性，有利于提高质量判定结果的准确性。当裁切三个样品极片12时，沿极片1的长度方向，裁切位于极片1的两端的涂布区11和位于极片1的中部位置的涂布区11作为样品极片12。该方式有利于提高质量判定结果的准确性，避免在涂布作业的过程中极片1受到涂布模头、涂布速度的影响造成极片1出现质量问题。

裁切样品极片12后，在样品极片12上裁切多个样品膜片13，以便于将样品膜片13装载在相应的检测设备上进行检测，以获得每个样品膜片13的厚度、面密度和电阻率的检测数据。最后将样品极片12上对应的厚度、面密度和电阻率分别与标准极片的厚度、面密度和电阻率进行对比，当样品极片12的厚度、面密度和电阻率位于标准极片的厚度、面密度和电阻率的设定范围内时，则样品极片12判定为合格；相反，当样品极片12的厚度、面密度和电阻率超出标准极片的厚度、面密度和电阻率的设定范围时，则样品极片12判定为不良。进而根据样品极片12的判定结果判定出整个极片1是否合格。

具体地，通过每个样品极片12上的多个样品膜片13的电阻率的平均值、电阻率的最大值和电阻率的最小值与标准极片进行对比。可以理解的是，每个样品极片12上裁切的样品膜片13为多个，每个样品膜片13的检测结果存在差异。本实施例中，以每个样品极片12上裁切的样品膜片13的数量为30个为例，即每个样品极片12上可检测获得30个厚度值(a01、a02、a03、……、a29、a30)、30个面密度值(b01、b02、b03、……、b29、b30)和30个电阻率值(c01、c02、c03、……、c29、c30)。根据30个电阻值获得每个样品极片12上的最小电阻率值(cmin)、最大电阻率值(cmax)和平均电阻率值标准极片的最小电阻率的设定范围为c1min～c2min，标准极片的最大电阻率的设定范围为c1max～c2max，标准极片的平均电阻率的设定范围为因此，样品极片12与标准极片的电阻率对比时，根据样品极片12的最小电阻率值(cmin)、最大电阻率值(cmax)和平均电阻率值是否分别位于标准极片的最小电阻率的设定范围c1min～c2min、最大电阻率的设定范围c1max～c2max和平均电阻率的设定范围内，以判定标准极片是否合格。

当然，在其他实施例中，也可以通过样品极片12的厚度的最小值、最大值和平均值与标准极片的厚度的最小值设定范围、最大值设定范围和平均值设定范围作对比。以及，通过样品极片12的面密度的最小值、最大值和平均值与标准极片的面密度的最小值设定范围、最大值设定范围和平均值设定范围作对比。

具体地，还提供一个膜片电阻测试系统，通过膜片电阻测试系统检测样品膜片13的电阻，样品膜片13的电阻率等于样品膜片13的电阻与样品膜片13的检测面积的比值。可以理解的是，样品膜片13的电阻率是根据样品膜片13的电阻和检测面积计算所得。本实施例中，样品膜片13呈矩形，尺寸为20mm×20mm，样品膜片13的非边缘部形成检测区131，膜片电阻测试系统具有检测探头，通过检测探头与检测区131抵接并施加压力，以使膜片电阻测试系统检测出对应的电阻值。样品膜片13的电阻率等于该电阻值与检测探头与样品膜片13的接触面积。本实施例中，检测区131与检测探头和样品膜片13的接触面相同。检测区131呈圆形，其半径为7mm，检测区131的中心与样品膜片13的几何中心对应，即检测区131位于样品膜片13的中部。该方式可避免在裁切样品膜片13时其边缘位置出现残缺、变形等，进而保证膜片电阻测试系统检测结果的准确性。

具体地，该电池极片的一致性评价方法还包括：根据多个样品膜片13的厚度在样品极片12上的位置分布判定极片1是否合格；和/或者，根据多个样品膜片13的面密度在样品极片12上的位置分布判定极片1是否合格；和/或者，根据多个样品膜片13的电阻率在样品极片12上的位置分布判定极片1是否合格。可以理解的是，由于每个样品极片12上分布有多个样品膜片13，每个样品膜片13的厚度、面密度和电阻率存在差异。根据厚度、面密度和电池率的检测结果在样品极片12上的位置分布能够反映出极片1的生产质量。例如：当样品极片12上的30个厚度值(a01、a02、a03、……、a29、a30)中，较小的厚度值和较大的厚度值的分布状态较为集中，则表明样品极片12的厚度不均，极片1为不良品。当较小的厚度值和较大的厚度值分散分布，较大的厚度值与较小的厚度值相互交错，则表明样品极片12的厚度均匀，极片1为合格品。同理，根据样品极片12的面密度和电池率的位置分布情况以判定样品极片12是否合格。

具体地，参照图1所示，为便于对样品极片12上的厚度、面密度和电阻率的位置分布进行判定，多个样品膜片13在样品极片12上呈组列式分布。本实施例中，多组样品膜片13沿样品极片12的宽度方向间隔分布，多列样品膜片13沿样品极片12的长度方向间隔分布。多个样品膜片13呈组列式分布，以实现在样品极片12上沿相互垂直的两个方向进行取样，扩大样品膜片13在样品极片1上的分布区域，提高检测结果的准确性。

具体地，样品极片12包括至少三个膜片组，每个膜片组包括多个沿样品极片12的长度方向间隔分布的样品膜片13，至少三个膜片组沿样品极片12的宽度方向分布，沿样品极片12的宽度方向，样品极片12的两端和中部均设有膜片组。本实施例中，样品极片12上具有三个膜片组，沿样品极片12的宽度方向，其中两个膜片组位于样品极片12的两端位置，其中一个膜片组位于样品极片12的中部位置，每个膜片组具有多个样品膜片13。该结构有利于使多个样品膜片13在样品极片12上分布均匀，能够对样品极片12的整个区域进行取样，提高检测的准确性。例如：当样品极片12上的多个厚度值(a01、a02、a03、……、an)中，较小的厚度值或者较大的厚度值集中在其中一个膜片组中时，则说明样品极片宽度方向上的对应区域涂布厚度相比于其他区域较小，进而判定极片1上的涂布厚度不均，极片1为不良品。同理，样品极片12的面密度和电阻率的位置分布的判定方式与上述的厚度判定方法相同。

具体地，裁切样品膜片13时，对每个样品膜片13进行编号标记。编号标记的具体内容包括在每个样品膜片13上和与其对应的裁切位置作上标记，以便对样品膜片13检测后，能够将检测的数据与样品极片12上的裁切位置相对应，以便判定厚度、面密度和电阻率在样品极片12上的位置分布。

本实施例的显著效果为：该电池极片的一致性评价方法通过在极片1上裁切至少一个涂布区11作为样品极片12，再从样品极片12上裁切多个样品膜片13，并对每个样品膜片13进行检查以获得其厚度、面密度和电阻率的检测数据，根据样品极片12上的检测数据与标准极片进行对比，以判定整个极片1是否合格。该方法能够在极片1的涂布工序中对极片1进行质量筛选，避免不良品进入后道工序，造成后期的整改，进而有利于控制电池生产的质量成本。同时，利用厚度、面密度和电阻率进行判定，质量评价的准确性高。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。