监测锂离子电池膨胀的方法
[0117]气体收集口 16连通气体体积测量装置20，以测量电芯壳体10内部所产生的气体的体积。
[0118]气体体积测量装置20可以固定于气体收集口 16上，也可以与气体收集口 16可拆卸连接，平时将其拆下存放，在需要测量气体体积时再将其装在气体收集口 16上。
[0119]由于内压监测装置12在进行压强监测时需要与电芯壳体10内部的气体产生互动，因此一般都需要在电芯壳体10上开设一个用于气体或内压监测装置12互动的孔洞。同时，气体收集口 16也需要与电芯壳体10的内部相通。如果在电芯壳体10上开设过多的孔洞可能会影响其电芯壳体10的结构强度，进而对测试造成一定影响，同时，还会增加成本。因此，可以采用设置三通管22的方式减少孔洞的开设数量；这种情况下，三通管22的三个端部分别与内压监测装置12、气体收集口 16以及电芯壳体10的内部相连；并将单向控制阀18设置在气体收集口 16所处的一端。
[0120]这样便可只在电芯壳体10上开设一个孔洞。当进行气体受力变化监测时，可以关闭单向控制阀18 ;而当需要收集气体时，便打开单向控制阀18进行气体收集作业。
[0121 ] 在使用时，如果三通管22设置在电芯壳体10的可形变面上，若该可形变面是用于监测的可形变平面102，则三通管22可能会影响外压监测装置14的操作，这样会增加设备结构的复杂程度或者降低监测结果的准确程度。若该可形变面是被限制形变的非监测面，则三通管22又会影响到移动与形变限制组件26中限制该可形变平面形变能力的部分，这样同样会增加设备结构的复杂程度或降低对该可形变平面的形变能力或者电芯壳体10移动的限制效果，同样会降低检测结果的准确程度。
[0122]而电芯壳体10上的不可形变面100既不用与外压监测装置14发生作用，又不与移动与形变限制组件26发生作用。因此，优选将三通管22设置在不可形变面100上。
[0123]内压监测装置12可以采用气压传感器，以监测气体的压强。而由于气体具有流动性，因此不必将内压监测装置12伸入到电芯壳体10内，只需在内压监测装置12与三通管22之间设置一根内压测试连接管24，使内压监测装置12与电芯壳体10的内部连通即可。
[0124]目前，随着计算机的普及，数据的记录、计算、分析过程已经全部可以通过计算机实现，因此，可以将外压监测装置14和内压监测装置12连接上数据转换器，将他们所监测到的结果转换为计算机可识别的信号。由于外压监测装置14和内压监测装置12所监测的参数各不相同，因此可以分别通过外压数据转换器28以及内压数据转换器30对两者所获取的结果分别进行转换。
[0125]以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1.一种监测锂离子电池膨胀的方法，其特征在于，包括下列步骤: 监测所述锂离子电池的电芯壳体因膨胀对外界的施力变化以及所述电芯壳体内部的气体受力变化； 分析所述电芯壳体因膨胀对外界的施力变化以及内部气体受力变化，得到因电极膨胀对所述电芯壳体的施力变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 监测所述锂离子电池的所述电芯壳体因膨胀对外界的施力变化的步骤包括:监测所述电芯壳体的单位面积因膨胀对外界所施加的膨胀压强P1; 监测所述电芯壳体内部的气体受力变化的步骤包括:监测所述电芯壳体内部的气体压强 分析所述电芯壳体因膨胀对外界的施力变化以及内部气体的受力变化，得到因电极膨胀对所述电芯壳体的施力变化的步骤包括:确定因电极膨胀施加于所述电芯壳体的膨胀压强 P3SP1-P2O
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电芯壳体至少具有一个可形变平面；监测所述电芯壳体的单位面积因膨胀对外界所施加的膨胀压强P1的步骤包括: 对所述电芯壳体上的可形变面的形变能力进行限制，使其仅具有一个可发生形变的可形变平面； 对所述电芯壳体的移动能力进行限制； 监测所述可形变平面膨胀形变所产生的压力F1; 获取所述可形变平面的表面积S1; 确定膨胀压强P1S F1ZiS1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电芯壳体的可形变面仅包括相对的两个可形变平面； 对所述电芯壳体的表面的移动及形变能力进行限制，使其仅具有一个可形变平面的步骤包括: 将所述电芯壳体的一个可形变平面与一块由刚性材料制成的阻挡物完全贴合，将所述电芯壳体的另一个可形变平面与另一块由刚性材料制成的阻挡物完全贴合； 限制其中一块所述阻挡物的移动能力； 监测未被限制移动能力的所述阻挡物受到的所述电芯壳体的推力，确定为匕。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电芯壳体具有不可形变面； 监测所述电芯壳体内部的气体压强P2的步骤包括:从所述电芯壳体的不可形变面监测所述电芯壳体内部的气体压强P”
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，监测所述电芯壳体内部的气体压强P2的步骤之后还包括: 提取所述电芯壳体内部的部分气体； 在与电芯壳体内部连通的状态下测量所述提取的气体的体积V2、温度T2以及气体压强P4; 所产内部气体的体积％为P 4V2/ (P2-P4)； 所产内部气体的物质的量n2为P 2V3/RT2; 其中，R为理想气体常数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电芯壳体具有不可形变面； 所述提取电芯壳体内部的气体的步骤包括:从所述电芯壳体的不可形变面提取所述电芯壳体内部的气体。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电芯壳体具有不可形变面，所述不可形变面上设有一采集处； 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所述采集处进行。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括: 分析所述提取的气体的成分。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，至少采用下列方法之一分析所述提取的气体的成分: 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。
【专利摘要】本申请涉及清洁能源领域，具体而言，涉及一种监测锂离子电池膨胀的方法。包括下列步骤：监测所述锂离子电池的电芯壳体因膨胀对外界的施力变化以及所述电芯壳体内部的气体受力变化；分析所述电芯壳体因膨胀对外界的施力变化以及内部气体受力变化，得到因电极膨胀对所述电芯壳体的施力变化。本申请实施例所提供的监测锂离子电池膨胀的方法能够获得电芯壳体因膨胀对外界的施力变化、电芯壳体的内部的气体受力变化，并通过这两组数据准确表征锂离子电池使用过程中电极膨胀的程度。
【IPC分类】G01N33-00
【公开号】CN104849403
【申请号】CN201510192192
【发明人】曹福彪, 金海族, 魏西洁, 杨同欢, 郭小烛
【申请人】宁德时代新能源科技有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月22日
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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