一种电池材料性能评估装置及评估装置检测电池材料性能方法

【】本发明涉及电池，特别涉及一种电池材料性能评估装置及评估装置检测电池材料性能方法。

背景技术

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背景技术：

1、电池由电池材料组装而成。对组装后的电池进行检测，以确定组装该电池的电池材料性能的主要方法。例如可以对电池内部电解液进行检测，又或是对电池电极溶出物进行检测。然而现有技术对于电池材料所组装而成的电池进行性能检测的效果并不理想。首先，测试电池的组装集成工艺实施过程会引入诸多复杂变量，主要体现在：组装工艺流程、温度和湿度、压力和振动以及组装设备和操作上。这些因素共同作用显著影响电池性能，使得电池的一致性和稳定性难以保证，由此降低了交流阻抗法(ei s)等表征手段对电池材料性能检测的可靠性。其次，极片制备和电池组装是高度精密的工艺过程，需要经过多个环节的复杂操作才能完成，其中一些工序需要等待干燥、固化、反应等过程长达数十个小时，其制备周期极长，效率低下，无法实现电池材料性能的快速检测。最后，真实电池服役工况下受到力、热、电、化多个物理场综合作用，在如何在电池材料性能评估中准确模拟上述多场耦合作用，需要多次试验或使用昂贵的设备。简而言之，当前电池材料所对应的电池性能的检测仍然面临检测周期长、制备效率低、检测成本高、表征精度差、结果复现难的困境。如何获取一种快速检测电池材料所对应的电池性能的装置，是目前急需解决的问题。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、为了解决了电池材料在真实电池工况下的检测仍然面临检测周期长和准确度差的问题，本发明提供一种电池材料性能评估装置及评估装置检测电池材料性能方法。

2、本发明为解决上述技术问题，提供如下的技术方案：一种电池材料性能评估装置，用于快速评估电池材料在真实电池工况下的性能表现：

3、所述评估装置包括可拆卸连接的盖体以及电解槽；所述盖体远离所述电解槽一侧设置有电源组件，靠近电解槽的一侧用于间隔设置可拆卸连接的电极，所述电源组件用于与所述两电极电性连接，所述电解槽槽内设置有可拆卸隔膜，以使所述电解槽对应所述两电极分隔为阳极槽和阴极槽；

4、所述电解槽用于容置电解液，且所述电解液与所述电极、隔膜和电解槽一同构成模拟电池，所述电源组件为所述模拟电池的电极供电以获得电信息和电池材料信息，基于电信息和电池材料信息可对模拟电池的电池材料性能进行评估。

5、优选地，所述评估装置包括电极夹，所述盖体靠近电极槽的一侧设置有传导层，所述电极通过所述电极夹与所述传导层滑动连接，以使所述电极距所述隔膜的距离可进行调整。

6、本发明为解决上述技术问题，提供又一技术方案如下：一种运用上述的电池材料性能评估装置检测电池材料性能的方法，所述方法包括以下步骤：

7、将预设电解液和预设隔膜置于电解槽内；

8、提供预设规格的两电极，将两电极间隔预设距离安装于盖体上，且分设于隔膜两侧以构成模拟电池；

9、采用电源组件为两电极供电，以使模拟电池工作；

10、模拟电池停止工作并检测电源组件的电信息以及模拟电池内的电池材料信息；

11、基于电信息和电池材料信息获取模拟电池的电池材料性能。

12、优选地，获取模拟电池的电池材料性能后还包括：

13、将模拟电池内的电极和/或电解液和/或隔膜进行更换，和/或，调节电极之间距离，以对模拟电池迭代，对迭代后的模拟电池进行检测并获得其电池材料性能。

14、优选地，提供预设规格的两电极，将两电极间隔预设距离安装于盖体上包括：

15、电极包括阳极和阴极；

16、提供负极材料、导电剂、粘结剂、分散剂和铜箔集流体，将负极材料、导电剂和粘结剂按照一定比例于分散剂中混合形成负极混合溶液，将负极混合溶液于铜箔集流体表面以获得阳极；

17、提供正极材料、导电剂、粘结剂、分散剂和铝箔集流体，将正极材料、导电剂和粘结剂按照一定比例于分散剂中混合形成正极混合溶液，将正极混合溶液涂布于铝箔集流体表面以获得阴极；

18、将阳极和阴极间隔预设距离安装于盖体上，且阳极置于阳极槽内，阴极置于阴极槽内，以使阳极和阴极分设于隔膜两侧构成模拟电池。

19、优选地，界定盖体靠近电解槽的一侧为安装面，阳极和阴极皆垂直于所述安装面。

20、优选地，基于电信息和电池材料信息获取模拟电池的电池材料性能之后还包括：

21、将模拟电池的电池材料性能以及其对应的电信息和电池材料信息记录至数据库内；

22、迭代将模拟电池内的电极和/或电解液和/或隔膜进行更换，和/或，调节电极之间距离的过程，并获得迭代后的模拟电池的电池材料性能；

23、将迭代后的模拟电池的电池材料性能以及其对应的电信息和电池材料信息记录至数据库内以对数据库进行更新。

24、优选地，将两电极间隔预设距离安装于盖体上之后还包括：

25、调整安装于盖体上的两电极之间的距离，记录调整距离并将调整后的两电极分设于隔膜两侧以构成调整后的模拟电池；

26、采用电源组件为两电极供电，以使调整后的模拟电池工作；

27、模拟电池停止工作并检测电源组件的电信息以及调整后的模拟电池内的电池材料信息；

28、基于电信息和电池材料信息获取调整后的模拟电池的电池材料性能；

29、将调整后的模拟电池的电池材料性能以及其对应的电信息和电池材料信息记录至数据库内以对数据库进行更新。

30、优选地，所述电池材料信息包括电极信息、隔膜信息和电解液信息中的一种或多种组合；

31、电极信息为阳极和阴极表面层状况的信息，所述电极信息包括化学成分、元素分布及比例、表面结构和形貌、粗糙度、顺磁性中的一种或多种组合；

32、隔膜信息包括孔径大小、热膨胀系数、热传导系数、力学性能或机械稳定性中的一种或多种组合；

33、电解液信息包括离子浓度、元素比例、溶液酸碱度、导电性或磁学光学特性的一种或多种组合。

34、优选地，电信息包括电解体系电化学势、电流密度或电压反馈的一种或多种组合。

35、与现有技术相比，本发明所提供的一种电池材料性能评估装置及评估装置检测电池材料性能方法，具有如下的有益效果：

36、1.本发明实施例提供的一种电池材料性能评估装置，用于快速评估电池材料在真实电池工况下的性能表现，评估装置包括可拆卸连接的盖体以及电解槽；盖体远离电解槽一侧设置有电源组件，靠近电解槽的一侧用于间隔设置可拆卸连接的电极，电源组件用于与两电极电性连接，电解槽槽内设置有可拆卸隔膜，以使电解槽对应两电极分隔为阳极槽和阴极槽；

37、电解槽用于容置电解液，且电解液与电极、隔膜和电解槽一同构成模拟电池，电源组件为模拟电池的电极供电以获得电信息和电池材料信息，基于电信息和电池材料信息可对模拟电池的电池材料性能进行评估。采用该方法进行电池材料性能评估，不必进行扣式电池、软包电池、硬壳电池等形态的测试电池组装，可解决现有技术中对于电池材料性能的检测存在周期长和精度差的问题。

38、2.本发明实施例的评估装置包括电极夹，盖体靠近电极槽的一侧设置有传导层，电极通过电极夹与传导层滑动连接，以使电极距隔膜的距离可进行调整。电极通过电极夹与传导层滑动连接使得电极之间的距离可以进行调整。通过调整阳极和阴极之间的距离，进而可以获得不同电极距离下去对电池材料性能进行检测。

39、3.本发明实施例还提供一种电池材料性能评估装置检测电池材料性能的方法，具有与上述一种评估装置相同的有益效果，在此不做赘述。

40、4.本发明实施例界定盖体靠近电解槽的一侧为安装面，阳极和阴极皆垂直于安装面，使阳极和阴极极片正对，不偏斜，有助于提升工作过程获取的电信息和材料化学信息的精准度。

41、5.本发明实施例基于电信息和电池材料信息获取模拟电池的电池材料性能之后还包括：

42、将模拟电池的电池材料性能以及其对应的电信息和电池材料信息记录至数据库内；

43、迭代将模拟电池内的电极和/或电解液和/或隔膜进行更换，和/或，调节电极之间距离的过程，并获得迭代后的模拟电池的电池材料性能；

44、将迭代后的模拟电池的电池材料性能以及其对应的电信息和电池材料信息记录至数据库内以对数据库进行更新。模拟电池检测获得的电池材料信息可以建立成信息库，使用者基于信息库即可预估到电解液、阳极、阴极和隔膜等电池材料参数所制作而成的电池所对应的电池材料性能，即直接在信息中挑选电池材料即可组装获得电池材料性能优越的电池，无需耗费大量时间对已知的电池材料进行测试。

45、6.本发明实施例将两电极间隔预设距离安装于盖体上之后还包括：

46、调整安装于盖体上的两电极之间的距离，记录调整距离并将调整后的两电极分设于隔膜两侧以构成调整后的模拟电池；

47、采用电源组件为两电极供电，以使调整后的模拟电池工作；

48、模拟电池停止工作并检测电源组件的电信息以及调整后的模拟电池内的电池材料信息；

49、基于电信息和电池材料信息获取调整后的模拟电池的电池材料性能；

50、将调整后的模拟电池的电池材料性能以及其对应的电信息和电池材料信息记录至数据库内以对数据库进行更新。于调整距离下基于电信息或电池材料信息对模拟电池的电池材料性能进行检测。即可获得电极距离对电池材料性能的影响。

51、7.本发明实施例的电池材料信息包括电极信息、隔膜信息和电解液信息中的一种或多种组合；

52、电极信息为阳极和阴极表面层状况的信息，电极信息包括化学成分、元素分布及比例、表面结构和形貌、粗糙度、顺磁性中的一种或多种组合；

53、隔膜信息包括孔径大小、热膨胀系数、热传导系数、力学性能或机械稳定性中的一种或多种组合；

54、电解液信息包括离子浓度、元素比例、溶液酸碱度、导电性或磁学光学特性的一种或多种组合。基于电池材料信息可以快速检测出电池材料性能。且通过改变电解液浓度、电极材料、电场强度等条件来调节电解反应的速度和效果，更易于观察和调控。

55、8.本发明实施例的电信息包括电解体系电化学势、电流密度或电压反馈的一种或多种组合。基于电信息可以快速检测出电池材料性能。且依据电池材料信息和电信息可对电池材料性能进行评估，使得本实施例提供的方法具备极广泛的应用范围及前景。