监测锂离子电池膨胀的方法
[0089]为了减小对电芯壳体结构的损伤，使被监测的锂离子电池能够更加接近真实的使用过程，因此可以将监测所述电芯壳体内部的气体压强P2的步骤以及所述提取电芯壳体内部的气体的步骤均在同一个所述采集处进行。
[0090]在电池膨胀的过程中，不同的气体由于其所具有的理化性质的差异，因此其对电池膨胀过程所造成的影响也各不相同。在这种变化下，获知电芯内部气体的成分能够有助于研宄人员更为细致的研宄锂离子电池的膨胀过程。因此，可在提取所述电芯壳体内部的气体之后再分析所述提取的气体的成分。
[0091]在本申请实施例中，可采用气相色谱法、质谱法、光谱分析法、核磁共振分析法、色质联用分析法等分析所述提取的气体的成分。
[0092]为了能够实施本申请实施例所提供的监测锂离子电池膨胀的方法，本申请实施例中还提供了一套锂离子电池膨胀过程监测系统。如图1所示，
[0093]包括电芯壳体10、内压监测装置12以及外压监测装置14 ;
[0094]内压监测装置12与电芯壳体10的内部相通，用于监测电芯壳体10的内部的气体受力变化；
[0095]外压监测装置14设置在电芯壳体10的一侧，用于监测电芯壳体10因膨胀对外界的施力变化。
[0096]该系统通过内压监测装置12以及外压监测装置14能够分别监测电芯壳体10的内部的气体受力变化以及因膨胀对外界的施力变化。通过该系统所获得的多项与电池膨胀过程相关的理化数据，能够使研宄人员更加深入的了解与分析锂离子电池在使用过程中其膨胀过程与这些因素的关系，有助于改善锂离子电池的循环寿命及安全问题。
[0097]当电芯壳体10包括多个可形变面，且多个可形变面中至少有一个为可形变平面102时，便可通过限制大部分可形变面的形变能力，能够使电芯壳体10内部的压力全部集中在余下的一个可形变平面102上进行释放，因此监测该可形变平面膨胀形变所产生的压力便可获得电芯壳体10的内部所施加在电芯壳体10上的全部压力。之后再结合该可形变平面102的面积，便可通过力学公式F = PS来得到其压强值。采用这种方式进行监测时，外压监测装置14可以直接选择能够对外力进行测量的测力装置。相关技术中，测力装置已经非常成熟，而且比起利用超声波、光学等原理可直接监测压强的装置，测力装置的成本也更低。
[0098]在监测过程中，由于现有的测力装置一般都会在监测的同时对其所监测的面施加一个反作用力，因此在监测某一个可形变平面102时，如果不对电芯壳体10的移动能力进行限制，则随着膨胀过程的进行，电芯壳体10很可能会通过向测力装置所在侧相反的方向移动的方式卸载掉测力装置所施加的反作用力。这样，虽然电芯壳体10在持续膨胀，但测力装置所获得的监测数据却不会产生很大变化，因此也就不会得到准确的监测结果。所以，在进行上述步骤时，还需要对电芯壳体的移动能力进行限制，使其无法通过移动的方式卸载掉测力装置所施加的力。
[0099]因此，为了能够使电芯壳体10内部的压力全部集中在余下的一个可形变平面102上进行释放，并通过测力装置对力的大小进行监测，本申请的实施例提供了一套移动与形变限制组件26来限制电芯壳体10的移动以及其它可形变面的形变，移动与形变限制组件26将电芯壳体10的位置固定；
[0100]外压监测装置14监测一个可形变平面102 ;且电芯壳体10的多个可形变面中，除被监测的可形变平面102之外，均与移动与形变限制组件26贴合，并被移动与形变限制组件26限制其形变能力。
[0101]移动与形变限制组件26可以有多种结构实现，例如，由刚性材料薄板焊接一个与电芯壳体10的尺寸相配合且一侧开口的箱体，将电芯壳体10放置在箱体内，使电芯壳体10的一个可形变平面102由箱体的开口露出，之后再将该箱体固定，便可实现限制电芯壳体10移动以及其它可形变面的形变的功能。
[0102]目前，很多锂离子电池，例如手机电池，其电芯壳体均制作成片状，其三对相对的面中有两对为不可形变面100，剩下的一对面积最大的面为可形变平面102。针对这种结构特性，本申请实施例提供了一种结构较为简单的移动与形变限制组件26。其包括一块可移动阻挡物260以及至少一块固定阻挡物；电芯壳体10处于一块固定阻挡物以及可移动阻挡物260之间，且其两个可形变平面102中的一个与可移动阻挡物260完全贴合，两个可形变平面102中的另一个与固定阻挡物完全贴合；
[0103]固定阻挡物以及可移动阻挡物260均为刚性材料制成，且固定阻挡物的位置始终保持固定不变；
[0104]外压监测装置14设置在可移动阻挡物260远离电芯壳体10的一侧，并监测可移动阻挡物260受到的与其贴合的可形变平面102的推力。
[0105]采用刚性材料制作固定阻挡物能够保证它们的形状保持固定，配合其保持固定的位置便能够使与该固定阻挡物贴合的可形变平面102保持形状与位置的固定。
[0106]而可移动阻挡物260也采用刚性材料，使其能够不发生形变，始终与外压监测装置14很好的配合，从而使外压监测装置14获得更准确的数据。
[0107]这里，由于要保证被监测面的所有膨胀力均能够被外压监测装置14所捕获，因此被监测面要与可移动阻挡物260完全贴合，使其所有的膨胀形变均能够作用于可移动阻挡物260上。
[0108]用于测量外力的装置有很多种，其中称重型压力传感器属于较为简单的一种，成本也较为低廉。由于其自身结构的限制，其在进行测力的过程中要保持一侧固定不动，另一侧随着外力的增大而逐渐向被固定的一侧压缩，从而得到测量结果。
[0109]因此，而若要采用这种传感器作为外压监测装置14，便需要将其一侧固定。本申请提供一种较为简单的方式。设置两块固定阻挡物262a与262b ;且固定阻挡物262a与固定阻挡物262b相对设置；可移动阻挡物260位于固定阻挡物262a与固定阻挡物262b之间；
[0110]外压监测装置14位于固定阻挡物262a以及移动阻挡物260之间；
[0111]电芯壳体10位于固定阻挡物262b以及移动阻挡物260之间；
[0112]固定阻挡物262a与固定阻挡物262b固定连接。
[0113]这样，便可通过两块固定阻挡物262构成一个夹具，将外压监测装置14、可移动阻挡物260以及电芯壳体10夹在其中。因此其既能满足重型压力传感器的一侧固定，同时又能将电芯壳体10背离被监测面的一侧固定。
[0114]可移动阻挡物260以及固定阻挡物262优选设置为薄板状，减小自重，并且节约空间。
[0115]该系统还设置有一个气体收集口 16 ;电芯壳体10的内部与气体收集口 16连通。这样，便可通过气体收集口 16采集电芯壳体10内部的气体，并采用诸如气相色谱仪、质谱仪、光谱分析仪、核磁共振仪、色质联用分析仪等分析手段对其成分进行分析。这些分析仪器可以直接与气体收集口 16连接，也可以通过气体收集装置将收集到的气体转移至分析
目.0
[0116]由于空气中含有氧气、杂质等可能造成锂离子电池失效或损坏的物质，导致监测过程终止，因此需要在
文档序号 :
【 8527106 】
技术研发人员：曹福彪,金海族,魏西洁,杨同欢,郭小烛
技术所有人：宁德时代新能源科技有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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