用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统的制作方法

1.本技术涉及蓄电池制造领域，具体说涉及一种用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统。


背景技术：

2.锂离子电池作为电动汽车理想的动力电源之一，随着新能源汽车市场的快速发展，其材料体系、结构设计及工艺技术也在快速地更新升级。
3.锂离子电池由多个电化学电池单元构成，所述多个电化学电池单元以一定的排列方式布置，其中每个电化学电池单元主要包括正极、负极、隔膜、和电解液。在锂离子电池的生产制造过程中，电解液注液量的多少以及电解液的浸润程度与每个电化学电池单元的容量有关，因此电解液浸润性进而表征了蓄电池的内部容量和循环性等性能。电池在注液后需要静置活化，主要目的是让电解液充分浸润电芯，目前主流的静置活化时间在36至72小时之间并且温度设置在25℃或者8至24小时之间并且温度设置在45℃，这些参数大多数依据经验制定。对于不同的材料体系和工艺设计，选择合适的静置活化条件，测定电解液充分浸润的时间（浸润速度）以及浸润量就至关重要。
4.现有技术所涉及的定量测试电解液浸润性的实验装置包括由横梁和竖梁连接构成的支架，支架内设置有盛装待测试电解液的密封瓶，密封瓶的顶部装配有密封机构，密封瓶内置有待测试电解液浸润性的电池极片，所述电池极片通过一根穿过密封机构的无弹性绳连接在密封瓶上方的支架上。该装置还包括用于测量电池极片重量变化的天平装置。
5.上述装置可以测得极片中的电解液浸润量与浸润速度，但在实际生产过程中，电解液浸润（即活化静置）时往往会设定一些附加条件：如温度、真空度等，且实际电芯的浸润量与浸润时间往往会受到极片装配松紧度的影响，采用以上方法对实际电芯中电解液的浸润量与浸润速度进行评估误差较大。


技术实现要素：

6.本技术涉及的一个方面是提供一种用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统，其包括第一容器，所述第一容器用于容纳待检测的蓄电池和电解液；测量装置，所述测量装置设置成感应所述蓄电池在浸润时间段内的重量变化；抽吸装置，所述抽吸装置设置成与所述第一容器连接以抽吸所述第一容器内的空气；加热装置，所述加热装置设置成对所述第一容器进行加热；以及数据输出装置，所述数据输出装置设置成与所述测量装置通信连接。
7.在所述用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统的一个实施例中，所述第一容器设置为容纳所述测量装置以及所述蓄电池的卷芯。
8.在所述用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统的一个实施例中，所述测量装置设置成通过绳将所述蓄电池的卷芯悬挂于所述测量装置的底部。
9.在所述用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统的一个实施例中，所述第一容器具有允许所述蓄电池进入所述第一容器的开口，所述开口设置成可密封的。
10.在所述用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统的一个实施例中，所述第一容器内设置有支架以支承所述测量装置，所述测量装置包括电子天平。
11.在所述用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统的一个实施例中，所述系统还包括容纳加热介质的第二容器，所述第一容器在所述第二容器中，使得所述加热装置通过加热所述加热介质对所述第一容器加热。
12.在所述用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统的一个实施例中，所述加热装置包括置于所述加热介质中的加热棒和使所述加热介质流动的搅拌器。
13.在所述用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统的一个实施例中，所述抽吸装置包括泵和阀，所述泵通过管道与所述第一容器连接，所述阀设置在所述泵和所述第一容器之间的所述管道上。
14.在所述用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统的一个实施例中，所述第二容器的体积设置为其内的加热介质的水平面高于所述第一容器内的电解液的水平面。
15.在所述用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统的一个实施例中，所述数据输出装置还与所述抽吸装置和所述加热装置中的至少一者通信连接。
16.本技术的系统可以准确地反映电池的电解液浸润性。本技术的系统通过抽吸装置、加热装置、测量装置、和第一容器来模拟浸润实验的条件，抽吸装置和加热装置分别操作以控制第一容器的真空度和温度，从而为检测系统提供稳定的条件参数值。通过数据输出装置可以实时了解实验值。本技术适用于检测多种不同设计的电池方案，由于各个实验条件以及电池的实验状态都可以在第一时间控制和获取，因此无需依据经验来设定实验条件，由此实验结果的准确性得到保证。
17.本技术对电池的卷芯进行浸润实验。卷芯被悬挂在测量装置上，并且与测量装置一起被密封在第一容器内。卷芯由于在实验过程中无需被夹持，因此实验结果不会掺入由于操作原因产生的误差。
18.第一容器设置在第二容器内，通过加热装置经由第二容器内的加热介质可以对第一容器稳定地加热，由此确保第一容器内的待检测的电池在经设定的温度下进行浸润性实验。
19.除了测量装置提供的数据，本技术的系统可以在实验过程中实时了解到真空度数据、电解液温度和实验时间。
20.通过以下参考附图的详细说明，本技术的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本技术的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。
附图说明
21.结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本技术，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：
22.图1为本技术涉及的用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统的一种实施例的示意图。
具体实施方式
23.为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本技术要求保护的主题，下面结合附图详细描述本技术的具体实施方式。
24.本技术涉及一种针对蓄电池的电解液浸润性进行定量测量所应用的系统。图1示出了该系统的示意图。
25.从图1看到，系统由多个装置组成，该系统包括第一容器1、测量装置2、抽吸装置3、加热装置4、第二容器7、以及数据输出装置5。
26.第一容器1用于容纳蓄电池和电解液。抽吸装置3连接到第一容器1，以抽吸第一容器1内的空气。抽吸装置3可以使第一容器1保持在经设定的真空度下。在实验过程中，蓄电池浸没在电解液中。测量装置2对蓄电池称重。蓄电池从开始被电解液浸润到完全被电解液浸润在重量上会有所增加，测量装置2可以感应出浸润时间段内蓄电池的重量变化，从而得到蓄电池的电解液浸润量。另外，测量装置2与数据输出装置5通信连接，操作者可以通过数据输出装置5读取测量装置2的数据。在这里通信连接可以是各种已知的数据传输技术，包括但不限于无线连接。由于数据输出装置5可以与测量装置2无线连接，因此其可以设置于靠近操作者并且远离系统的其他装置。
27.测量装置2和蓄电池一起设置在第一容器1内。从图1看到，第一容器1中设置有支架11，测量装置2被支承于支架11上。电解液在支架11下方但不与支架11接触，电解液的量足以能够浸没整个蓄电池。蓄电池上连接有无弹性绳21，绳21的远离蓄电池的一端悬挂于测量装置2的底部。具体说，蓄电池的卷芯6悬挂在测量装置2底部，并且浸没在电解液中。在卷芯6开始浸润电解液之时和卷芯6完全浸润电解液后，卷芯6在电解液中的浮力发生变化，由此测量装置2的针对卷芯6的重量读数对应发生变化，该变化可以反映出电解液浸润到卷芯6中的量。
28.由于卷芯6被悬挂于测量装置2进行测量，因此可以确定的是测量装置2的读数仅关于卷芯6，该读数不会掺入影响卷芯6重量的其他因素。
29.测量装置2可以是电子天平，也可以是其他用于测力或测质量的测量工具或传感器等本领域技术人员想得到的装置。测量装置2上可以集成有或单独设置发射器，以将测量数据无线传送到数据输出装置。
30.第一容器1和测量装置2可以构成一个密封系统，测量装置2预设在第一容器1内。为了方便将卷芯6送入第一容器1内，在第一容器1上设置了允许卷芯6通过的开口，当卷芯6被送入第一容器1后，将该开口密封。该开口设置为可密封的，由此可以被重复使用。
31.抽吸装置3包括泵31和阀32。泵31通过管道33与第一容器1连接。阀32设置在管道33上。该阀32可以起到开关的作用，当阀32开启后，泵31工作将第一容器1内的空气抽出；当阀32关闭后，第一容器1被保持在经设定的真空度下以进行蓄电池的电解液浸润性测量。
32.从图1还看到，第一容器1外还设置有第二容器7。该第二容器7容纳第一容器1和加热介质。加热介质可以是水或其他流体。第一容器1以任何想得到的方式设置在第二容器7内。第二容器7的体积设置为使得加热介质的水平面高于第一容器1内的电解液的水平面，由此确保第一容器1的内部温度。本技术通过加热装置4对第一容器1加热。加热装置4包括在加热介质中的加热棒41以及使得加热介质流动的搅拌器42。加热棒41可以是本领域技术人员想得到的任何加热设备，包括但不限于电磁加热棒等。搅拌器42可实现在第二容器7内
的均匀加热。加热装置4的设置可以为系统提供稳定的温度条件。
33.数据输出装置5除了与测量装置2通信连接外，还可以与抽吸装置3和加热装置4通信连接。操作者可以通过数据输出装置5获取抽吸装置3的真空度数据以及加热装置4的温度数据。可以想到的是，在第一容器1内设置多种传感器以直接获得电解液的温度数据和/或第一容器1内的真空度数据；还可以在测量装置2或数据输出装置5上设置计时器来记录浸润时间。当然，数据输出装置5上还可以设置发射器，以将调节系统各装置的指令发送到对应的装置上，从而更有效地控制检测蓄电池的电解液浸润性的条件参数。
34.本技术涉及的用于检测蓄电池的电解液浸润性的系统的工作过程可以如以下步骤进行：1）在第一容器1中倒入卷芯6所用电解液，确保电解液可以浸没卷芯6；2）打开加热装置4，设定需要的温度，如：45℃；3）待温度恒定后，将待检测卷芯6与绳21连接好从而连接至测量装置2上，此时再次确保卷芯6浸没于电解液中；4）密封第一容器1；5）打开阀32，泵31工作以对第一容器1进行抽真空处理，到达设定的真空度后，如-90kpa，关闭阀32，随后关闭泵31；6）测量装置2在实验过程中实时记录卷芯6的重量，即卷芯6在电解液中开始浸没时的重量读数为m1（表现为电解液欲进入到卷芯时卷芯的最小重量值），经过时间t，卷芯6的重量读数基本不再变化，为m2，则t为电解液完全浸润卷芯所需的时间，(m2-m1)为电解液浸润的量。操作者通过数据输出装置5看到上述读数。操作者还通过数据输出装置5看到系统在实验过程中的真空度读数和温度读数。
35.虽然已详细地示出并描述了本技术的具体实施例以说明本技术的原理，但应理解的是，本技术可以其它方式实施而不脱离这样的原理。