一种检测软包锂离子电池铝塑复合膜的方法与流程

文档序号:14942242发布日期:2018-07-13 21:15阅读:259来源:国知局
本发明涉及锂离子电池
技术领域
,尤其涉及一种检测软包锂离子电池铝塑复合膜的方法。
背景技术
:软包锂离子电池具有体积小、重量轻、安全性高、设计灵活等优点,目前已广泛应用于手机、蓝牙耳机、平板电脑、电动车等设备。软包锂离子电池采用铝塑复合膜作为包装膜对电芯进行封装,铝塑复合膜的结构组成大致为:pa(尼龙)层、dl(聚氨酯)层、al(铝)层、pp(聚丙烯)层,其中有些铝塑复合膜表面含有耐电解液层,即pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)层。封装过程中首先对装有极耳的顶侧热封,再对侧边及底边热封,从而使铝塑复合膜形成密闭的包装体。而软包锂离子电池的热封主要是使两层铝塑复合膜的pp层受热熔化黏合在一起,热封后pp层的厚度会发生改变,pp层残留厚度影响着封装效果,同时也决定后期漏液风险的大小。随着高能量密度、高倍率电池的不断运用,高压体系材料的不断开发,防止电解液渗透和腐蚀,是急需解决的问题。热封不良容易出现漏液腐蚀的现象,热封质量对电池的使用安全有着重要影响,因此漏液风险的评估与分析、工艺的管控和系统的检测方法显得尤为重要。但现有技术对于热封过程中过熔、漏液等缺陷不易察觉,部分软包装漏液的潜伏期较长,难以分析;同时生产过程中铝塑复合膜熔化不足或过熔较难控制,调节温度、压力和时间等参数的过程中导致耗时多,后期出现漏液难以分析原因。鉴于此,实有必要提供一种检测软包锂离子电池铝塑复合膜的方法以克服以上缺陷。技术实现要素:本发明的目的是提供一种检测软包锂离子电池铝塑复合膜的方法,通过控制热封厚度和拉力,同时结合显微镜分析测量以及对封装后内部电芯的观察,大大提高分析结果的准确性,提高成品合格率。为了实现上述目的,本发明提供一种检测软包锂离子电池铝塑复合膜的方法,包括以下步骤:1)取一种铝塑复合膜进行软包锂离子电池的热封,根据铝塑复合膜的厚度通过计算分别确定热封后软包锂离子电池的顶封边、侧封边、预封边和二封边的标准厚度;铝塑复合膜包括pp层和非pp层,顶封边包括非极耳处和极耳处;极耳处的标准厚度计算为2(x+y)+z+2d,非极耳处、侧封边、预封边和二封边的标准厚度均计算为2(x+y);其中,x代表铝塑复合膜的非pp层厚度,y代表热封后铝塑复合膜的pp层残留厚度,z代表极耳厚度,d代表热封后极耳胶残留厚度;2)用显微镜对顶封边、侧封边、预封边和二封边的截面进行观察并测量pp层残留厚度,与步骤1)中所得标准厚度进行对比,满足标准厚度的软包锂离子电池为合格品;3)分别对步骤2)中所述合格品的顶封边、侧封边、预封边和二封边采用拉力测试仪进行拉力测试;4)采用多种溶剂对步骤2)中所述合格品进行表面处理,去掉铝塑复合膜的非pp层,得到pp层包裹的裸电芯,观察顶封边、侧封边、预封边、二封边及电池内部情况。在一个优选实施方式中,步骤1)中,铝塑复合膜的pp层残留厚度占pp层厚度的百分比为60-80%,极耳胶残留厚度占极耳胶厚度的百分比为65-80%。在一个优选实施方式中,步骤2)中,观察前用切削仪对顶封边、侧封边、预封边和二封边的截面进行毛刺处理。在一个优选实施方式中,步骤3)中,拉力测试的拉力标准分别为,极耳处不小于2n/mm,非极耳处不小于3n/mm,侧封边、预封边和二封边均不小于4n/mm。在一个优选实施方式中,拉力测试时极耳处的宽度根据极耳的宽度剪切,非极耳处、侧封边、预封边和二封边的宽度剪切为5mm。在一个优选实施方式中,所述铝塑复合膜包括依次的pet层、pa层、dl层、al层、pp层或依次的pa层、dl层、al层、pp层。在一个优选实施方式中,步骤4)中,先用刀片刮去软包锂离子电池的铝塑复合膜表层,露出pa层,再将电池浸泡于稀硝酸溶液中,以熔掉pa层;然后取出电池,浸泡于醋酸乙酯溶液中,以去掉电池表面的dl层;再将只剩下al层和pp层包裹的裸电芯取出,放于稀盐酸中,以去掉al层;最后取出pp层包裹的裸电芯,用清水洗净并擦干;透过pp层观察封边和电池内部的结构。在一个优选实施方式中,铝塑复合膜的表层为pa层的无需刮去,所述稀硝酸的浓度为2-5mol/l,所述稀盐酸的浓度为1-3mol/l,所述醋酸乙酯溶液的纯度为95-96%。本发明提供的检测软包锂离子电池铝塑复合膜的方法,通过热封封装厚度计算公式来控制标准,易于管控工艺生产,便于热封装,不易造成过熔,操作简单,降低了工艺成本;进一步结合显微镜测量截面,来判断热封过熔与否及溢胶情况;同时采用稀硝酸、稀盐酸和醋酸乙酯溶液对软包装进行表面处理,便于通过透明的pp层对内部电芯进行观察与分析,解决了锂离子电池软包装分析难和不易察觉等问题,提高分析结果的准确性,从而提高成品合格率。【附图说明】图1为本发明提供的软包锂离子电池热封的结构示意图。【具体实施方式】为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白,以下结合附图和具体实施方式,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明,并不是为了限定本发明。本发明提供一种检测软包锂离子电池铝塑复合膜的方法,包括以下步骤:1)取一种铝塑复合膜进行软包锂离子电池的热封。请参阅图1,热封后所述铝塑复合膜设有可供极耳50穿出的顶封边10,垂直于顶封边10的侧封边20,垂直于顶封边10且与侧封边20相对的预封边30,以及位于侧封边20和预封边30之间的二封边40。根据铝塑复合膜的厚度通过计算分别确定热封后软包锂离子电池的顶封边10、侧封边20、预封边30和二封边40的标准厚度。铝塑复合膜包括pp层和非pp层,顶封边10包括非极耳处11和极耳处12。极耳处12的标准厚度计算为2(x+y)+z+2d,非极耳处11、侧封边20、预封边30和二封边40的标准厚度均计算为2(x+y);其中,x代表铝塑复合膜的非pp层厚度,y代表热封后铝塑复合膜的pp层残留厚度,z代表极耳50厚度,d代表热封后极耳胶60残留厚度。2)用显微镜对顶封边10、侧封边20、预封边30和二封边40的截面进行观察并测量pp层残留厚度,与步骤1)中所得标准厚度进行对比,满足标准厚度的软包锂离子电池为合格品。3)分别对步骤2)中所述合格品的顶封边10、侧封边20、预封边30和二封边40采用拉力测试仪进行拉力测试。4)采用多种溶剂对步骤2)中所述合格品进行表面处理,去掉铝塑复合膜的非pp层,得到pp层包裹的裸电芯,观察顶封边10、侧封边20、预封边30、二封边40及电池内部情况。具体的,步骤1)中,铝塑复合膜的pp层残留厚度占pp层厚度的百分比为60-80%,极耳胶60残留厚度占极耳胶60厚度的百分比为65-80%。步骤2)中,观察前用切削仪对顶封边10、侧封边20、预封边30和二封边40的截面进行毛刺处理。步骤3)中,拉力测试的拉力标准分别为,极耳处12不小于2n/mm,非极耳处11不小于3n/mm,侧封边20、预封边30和二封边40均不小于4n/mm。拉力测试时极耳处12的宽度根据极耳50的宽度剪切,非极耳处11、侧封边20、预封边30和二封边40的宽度剪切为5mm。所述铝塑复合膜包括依次由外至内的pet层、pa层、dl层、al层、pp层或依次由外至内的pa层、dl层、al层、pp层。具体的,步骤4)中,先用刀片刮去软包锂离子电池的铝塑复合膜表层,露出pa层,再将电池浸泡于稀硝酸溶液中,以熔掉pa层;然后取出电池,浸泡于醋酸乙酯溶液中,以去掉电池表面的dl层;再将只剩下al层和pp层包裹的裸电芯取出,放于稀盐酸中,以去掉铝层;最后取出pp层包裹的裸电芯,用清水洗净并擦干;透过pp层观察各封边和电池内部的结构。具体的,铝塑复合膜的表层为pa层的无需刮去,所述稀硝酸的浓度为2-5mol/l,所述稀盐酸的浓度为1-3mol/l,所述醋酸乙酯溶液的纯度为95-96%。实施例1a.采用日本dnp公司厚度为153μm的铝塑复合膜进行软包锂离子电池热封。铝塑复合膜的各层厚度依次为pet层12μm、pa层15μm、dl层6μm、al层40μm、pp层80μm,采用极耳(包括al极耳与ni极耳)的厚度及宽度分别为200μm、20mm,极耳胶厚度为100μm。按步骤1)计算标准厚度,极耳处厚度为572-634μm,非极耳处、侧封边、预封边和二封边的厚度均为242-274μm。b.采用切削仪对各封边进行处理,通过显微镜观察对各封边的截面进行观察并测量pp层残留厚度并与标准厚度对比,若测试结果在标准范围内则软包锂离子电池为合格品,否则存在漏液的风险。极耳处的pp层残留、极耳与极耳胶残留的总厚度为426-488μm,非极耳处、侧封边、预封边和二封边的pp层残留厚度均为96-128μm;其中各封边的pp层残留包括两层热封后的pp层,极耳胶残留包括两层热封后的极耳胶。c.采用拉力测试仪进行拉力测试,极耳处的测试宽度按照极耳的宽度剪为20mm,非极耳处、侧封边、预封边和二封边的测试宽度剪切为5mm,测试结果如表1所示。表1实施例1中各封边的拉力测试结果类别al极耳处ni极耳处非极耳处侧封边预封边二封边拉力/n11010044465048d.采用刀片将电池的铝塑复合膜表面的pet层轻轻刮掉,然后将电池浸泡于4mol/l稀硝酸溶液中,使pa层全部熔掉后取出;再置于纯度为95%的醋酸乙酯溶液中,将表面的胶黏剂即dl层完全溶解后取出;再放入2mol/l稀盐酸溶液中,将al层完全溶解,取出用清水洗净并擦干。通过显微镜对其电池整体及内部进行观察。若顶封边、侧封边、预封边和二封边内部无漏液或腐蚀通道、无金属颗粒、杂质等印迹,裸电芯内部极片无破损、打皱、错位等异常,则软包装正常。实施例2a.采用日本dnp公司厚度为113μm的铝塑复合膜进行软包锂离子电池热封。铝塑复合膜的各层厚度依次为pa层15μm、dl层3μm、al层40μm、pp层45μm,采用极耳(包括al极耳与ni极耳)的厚度及宽度分别为100μm、10mm,极耳胶厚度为100μm。按步骤1)计算标准厚度,极耳处厚度为420-468μm,非极耳处、侧封边、预封边和二封边的厚度均为190-208μm。b.采用切削仪对各封边进行处理,通过显微镜观察对各封边的截面进行观察并测量pp层残留厚度并与标准厚度对比,若测试结果在标准范围内则软包锂离子电池为合格品,否则存在漏液的风险。极耳处的pp层残留、极耳与极耳胶残留的总厚度为284-332μm,非极耳处、侧封边、预封边和二封边的pp层残留厚度均为54-72μm;其中各封边的pp层残留包括两层热封后的pp层,极耳胶残留包括两层热封后的极耳胶。c.采用拉力测试仪进行拉力测试,极耳处的测试宽度按照极耳的宽度剪为10mm,非极耳处、侧封边、预封边和二封边的测试宽度剪切为5mm,测试结果如表2所示。表2实施例2中各封边的拉力测试结果类别al极耳处ni极耳处非极耳处侧封边预封边二封边拉力/n585540383836d.将电池浸泡于4mol/l稀硝酸溶液中,使pa层全部熔掉后取出;再置于纯度为95%的醋酸乙酯溶液中,将表面的胶黏剂即dl层完全溶解后取出;再放入2mol/l稀盐酸溶液中,将al层完全溶解,取出用清水洗净并擦干。通过显微镜对其电池整体及内部进行观察。若顶封边、侧封边、预封边和二封边内部无漏液或腐蚀通道、无金属颗粒、杂质等印迹,裸电芯内部极片无破损、打皱、错位等异常,则软包装正常。实施例3a.采用日本dnp公司厚度为88μm的铝塑复合膜进行软包锂离子电池热封。铝塑复合膜的各层厚度依次为pa层15μm、dl层3μm、al层35μm、pp层35μm,采用极耳(包括al极耳与ni极耳)的厚度及宽度分别为100μm、10mm,极耳胶厚度为100μm。按步骤1)计算标准厚度,极耳处厚度为378-422μm,非极耳处、侧封边、预封边和二封边的厚度均为148-162μm。b.采用切削仪对各封边进行处理,通过显微镜观察对各封边的截面进行观察并测量pp层残留厚度并与标准厚度对比,若测试结果在标准范围内则软包锂离子电池为合格品,否则存在漏液的风险。极耳处的pp层残留、极耳与极耳胶残留的总厚度为272-316μm,非极耳处、侧封边、预封边和二封边的pp层残留厚度均为42-56μm;其中各封边的pp层残留包括两层热封后的pp层,极耳胶残留包括两层热封后的极耳胶。c.采用拉力测试仪进行拉力测试,极耳处的测试宽度按照极耳的宽度剪为10mm,非极耳处、侧封边、预封边和二封边的测试宽度剪切为5mm,测试结果如表3所示。表3实施例3中各封边的拉力测试结果类别al极耳处ni极耳处非极耳处侧封边预封边二封边拉力/n535243393438d.将电池浸泡于4mol/l稀硝酸溶液中,使pa层全部熔掉后取出;再置于纯度为95%的醋酸乙酯溶液中,将表面的胶黏剂即dl层完全溶解后取出;再放入2mol/l稀盐酸溶液中,将al层完全溶解,取出用清水洗净并擦干。通过显微镜对其电池整体及内部进行观察。若顶封边、侧封边、预封边和二封边内部无漏液或腐蚀通道、无金属颗粒、杂质等印迹,裸电芯内部极片无破损、打皱、错位等异常,则软包装正常。本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述,因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改,故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下,本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。当前第1页12
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