(10)申请公布号
(43)申请公布日 (21)申请号 201410823224.2
(22)申请日 2014.12.22
G06F 17/50(2006.01)
地址516006 广东省惠州市仲恺高新区惠台
工业园63号小区
申请人惠州泰科立集团股份有限公司
(72)发明人佟健
(74)专利代理机构广州华进联合专利商标代理
有限公司 44224
代理人
邓云鹏
(54)发明名称
量的方法
(57)摘要
本发明涉及一种确定软包装锂离子电池电解
液保有量的方法，包括如下步骤：测量和计算隔
膜的孔隙率A KS ；获取正极片和负极片的孔隙率
A KC 、A KA ；根据正极片的长L C 、宽W C 、厚H C ，负极片的
长L A 、宽W A 、厚H A 以及隔膜的长L S 、宽W S 、厚H S ，结 合所述隔膜、正极片以及负极片的孔隙率A KS 、A KC 、
A KA 计算总空隙体积V 总：V 总＝(A KC ×L C ×W C ×H C )+
(A KA ×L A ×W A ×H A )+(A KS ×L S ×W S ×H S )；计算电解液
保有量m E ：m E ＝ρE ×V 总；其中ρE 为电解液的密
度。此外，还可将计算所得的电解液保有量乘以注
液系数获得注液量。上述方法计算简单，能够在电
池产品设计阶段即确定所设计电池产品的电解液
注液量及保有量规格，可防止软包装锂离子电解
液过多及过少导致的电池电化学性能下降及电池
安的全性风险。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 105787140 A 2016.07.20
C N 105787140
A
1.一种确定软包装锂离子电池电解液保有量的方法，包括如下步骤：测量和计算隔膜的孔隙率A
KS
；
获取正极片和负极片的孔隙率A
KC 、A
KA
；
根据正极片的长L
C 、宽W
C
、厚H
C
，负极片的长L
A
、宽W
A
、厚H
A
以及隔膜的长L
S
、宽W
S
、厚
H S ，结合所述隔膜、正极片以及负极片的孔隙率A
KS
、A
KC
、A
KA
计算总空隙体积V
总
：
V
总
＝(A
KC
×L
C
×W
C
×H
C
)+(A
KA
×L
A
×W
A
×H
A
)
+(A
KS
×L
S
×W
S
×H
S
)；
计算电解液保有量m
E
：
m
E
＝ρ
E
×V
总
；
其中ρ
E
为电解液的密度。
2.根据权利要求1所述的确定软包装锂离子电池电解液保有量的方法，其特征在于，
所述测量和计算隔膜的孔隙率A
KS
的步骤包括：裁切一段用于制作软包装锂离子电池的隔膜样品； 测量所述隔膜样品的长L
SS 、宽W
SS
和厚H
SS
；
对所述隔膜样品进行称重获得质量m
s
；
计算所述隔膜样品的孔隙率作为隔膜的孔隙率A
KS
：
A KS ＝1-(m
S
/(L
SS
×W
SS
×H
SS
)/ρ
S
)；
其中ρ
S
为所述隔膜样品的材质密度。
3.根据权利要求1所述的确定软包装锂离子电池电解液保有量的方法，其特征在于，
所述测量和计算隔膜的孔隙率A
KS
的步骤包括：
裁切一段用于制作软包装锂离子电池的隔膜样品i；
测量所述隔膜样品i的长L
SSi 、宽W
SSi
和厚H
SSi
；
对所述隔膜样品i进行称重获得质量m
si
；
计算所述隔膜样品i的孔隙率A
KSi
；
A KSi ＝1-(m
Si
/(L
SSi
×W
SSi
×H
SSi
)/ρ
S
)；
其中ρ
S
为所述隔膜样品i的材质密度；
重复上述步骤获得N个隔膜样品的孔隙率A
KS1、A
KS2
、…、A
KSN
，、并将N个隔膜样品的孔
隙率的平均值作为隔膜的孔隙率A
KS
：
A KS ＝(A
KS1
+A
KS2
+…+A
KSN
)/N，N≥2。
4.根据权利要求3所述的确定软包装锂离子电池电解液保有量的方法，其特征在于，N 为3～5。
5.一种确定软包装锂离子电池电解液注液量的方法，包括如下步骤：
测量和计算隔膜的孔隙率A
KS
；
获取正极片和负极片的孔隙率A
KC 、A
KA
；
根据正极片的长L
C 、宽W
C
、厚H
C
，负极片的长L
A
、宽W
A
、厚H
A
以及隔膜的长L
S
、宽W
S
、厚
H S ，结合所述隔膜、正极片以及负极片的孔隙率A
KS
、A
KC
、A
KA
计算总空隙体积V
总
：
V
总
＝(A
KC
×L
C
×W
C
×H
C
)+(A
KA
×L
A
×W
A
×H
A
)+(A
KS
×L
S
×W
S
×H
S
)；
计算电解液保有量m
E
：
m
E
＝ρ
E
×V
总
；
其中ρ
E
为电解液的密度；
将电解液保有量m E 乘以注液系数a 获得电池注液量a×m E 。
6.根据权利要求5所述的确定软包装锂离子电池电解液注液量的方法，其特征在于，所述注液系数a 为1.05～1.15。
7.根据权利要求5或6所述的确定软包装锂离子电池电解液注液量的方法，其特征在于，所述测量和计算隔膜的孔隙率A KS 的步骤包括：
裁切一段用于制作软包装锂离子电池的隔膜样品；
测量所述隔膜样品的长L SS 、宽W SS 和厚H SS ；
对所述隔膜样品进行称重获得质量m s ；
计算所述隔膜样品的孔隙率作为隔膜的孔隙率A KS ：
A KS ＝1-(m S /(L SS ×W SS ×H SS )/ρS )；
其中ρS 为所述隔膜样品的材质密度。
8.根据权利要求5或6所述的确定软包装锂离子电池电解液注液量的方法，其特征在于，所述测量和计算隔膜的孔隙率A KS 的步骤包括：
裁切一段用于制作软包装锂离子电池的隔膜样品i ；
测量所述隔膜样品i 的长L SSi 、宽W SSi 和厚H SSi ；
对所述隔膜样品i 进行称重获得质量m si ；
计算所述隔膜样品i 的孔隙率A KSi ；
A KSi ＝1-(m Si /(L SSi ×W SSi ×H SSi )/ρS )；
其中ρS 为所述隔膜样品i 的材质密度；
重复上述步骤获得N 个隔膜样品的孔隙率A KS1、A KS2、…、A KSN ，、并将N 个隔膜样品的孔隙率的平均值作为隔膜的孔隙率A KS ：
A KS ＝(A KS1+A KS2+…+A KSN )/N，N ≥2。
9.根据权利要求8所述的确定软包装锂离子电池电解液注液量的方法，其特征在于，N 为3～5。
确定软包装锂离子电池电解液保有量和注液量的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及软包装锂离子电池技术领域，特别是涉及一种确定软包装锂离子电池电解液保有量和注液量的方法。
背景技术
[0002] 相对镍氢电池1.2V的工作电压而言，锂离子电池的工作电压3.7-3.8V，是其的3倍以上，目前手持移动的数码产品及一些需要充电使用的其他移动产品基本上都使用锂离子电池。目前主要应用的锂离子电池可分为：铝壳锂离子电池，圆柱锂离子电池以及软包装的锂离子电池；这其中，软包装的锂离子电池市场发展迅速，已在平板电脑、智能手机及超级本等产品上广泛使用。
[0003] 在锂离子电池的主要材料中，电解液与正极、负极及隔膜一样是影响到电池电化学性能及安全性能的一种材料。电解液注入到电池中的重量称为注液量，电池真空抽气二次封装工序结束后电池中含有的电解液重量称为保有量。
[0004] 适合的电解液注液量及保有量能够确保锂离子电池的电化学性能及安全性能优异，如果有太多的电解液存在于电池中，不仅会增加材料成本、影响电池的硬度及外观，而且容易导致正负极片上物料从集流体铜铝箔上剥离，影响到电池的安全性能和电化学性能；如果只有较少的电解液存在电池中，这时电池的正负极片及隔膜都不能够完全浸润，导致电池内部界面阻抗较大，充电过程中容易在负极片上出现锂金属的析出，不仅电池的使用寿命下降，同时大量的锂金属析出存在刺穿隔膜导致电池内部短路，出现电池使用安全性的风险。
[0005] 在现有软包装的工艺过程中，由于有真空抽气后进行二次封装的工序，在此工序会抽出部分电解液，所以最终电池的电解液保有量小于电池的注液量，实质真正影响电池性能的就是电池内最终的电解液保有量大小。
[0006] 传统的电解液注液量或保有量计算中主要采用的是一种经验值法，即依照电池的容量大小来设计注液量及保有量，但是如果使用不同的正负极及隔膜材料，或者不同的压实密度设计，即使相同容量的电池所吸收电解液的能力也是完全不同的；所以这种方法并不准确；另外也可以采用裸电芯浸泡电解液后称重的方法进行，但此方法对环境湿度要求高，且操作工序复杂，耗时长，并且残留在极片及隔膜间的未吸附的电解液重量也会影响最终吸收电解液量的判断，也不能在产品设计初期即确定注液量规格，实际运用会有难度。
发明内容
[0007] 基于此，有必要提供一种操作简单、符合实际、能准确确定软包装锂离子电池电解液保有量的方法。
[0008] 一种确定软包装锂离子电池电解液保有量的方法，包括如下步骤：
[0009] 测量和计算隔膜的孔隙率A KS；
[0010] 获取正极片和负极片的孔隙率A KC、A KA；
[0011] 根据正极片的长L C、宽W C、厚H C，负极片的长L A、宽W A、厚H A以及隔膜的长L S、宽W S、
厚H
S ，结合所述隔膜、正极片以及负极片的孔隙率A
KS
、A
KC
、A
KA
计算总空隙体积V
总
：
[0012] V总＝(A KC×L C×W C×H C)+(A KA×L A×W A×H A)+(A KS×L S×W S×H S)；
[0013] 计算电解液保有量m E：
[0014] m E＝ρE×V总；
[0015] 其中ρE为电解液的密度。
[0016] 在其中一个实施例中，所述测量和计算隔膜的孔隙率A KS的步骤包括：
[0017] 裁切一段用于制作软包装锂离子电池的隔膜样品；
[0018] 测量所述隔膜样品的长L SS、宽W SS和厚H SS；
[0019] 对所述隔膜样品进行称重获得质量m s；
[0020] 计算所述隔膜样品的孔隙率作为隔膜的孔隙率A KS：
[0021] A KS＝1-(m S/(L SS×W SS×H SS)/ρS)；
[0022] 其中ρS为所述隔膜样品的材质密度。
[0023] 在其中一个实施例中，所述测量和计算隔膜的孔隙率A KS的步骤包括：
[0024] 裁切一段用于制作软包装锂离子电池的隔膜样品i；
[0025] 测量所述隔膜样品i的长L SSi、宽W SSi和厚H SSi；
[0026] 对所述隔膜样品i进行称重获得质量m si；
[0027] 计算所述隔膜样品i的孔隙率A KSi；
[0028] A KSi＝1-(m Si/(L SSi×W SSi×H SSi)/ρS)；
[0029] 其中ρS为所述隔膜样品i的材质密度；
[0030] 重复上述步骤获得N个隔膜样品的孔隙率A KS1、A KS2、…、A KSN，、并将N个隔膜样品的孔隙率的平均值作为隔膜的孔隙率A
KS
：
[0031] A KS＝(A KS1+A KS2+…+A KSN)/N，N≥2。
[0032] 在其中一个实施例中，N为3～5。
[0033] 一种确定软包装锂离子电池电解液注液量的方法，包括如下步骤：
[0034] 测量和计算隔膜的孔隙率A KS；
[0035] 获取正极片和负极片的孔隙率A KC、A KA；
[0036] 根据正极片的长L C、宽W C、厚H C，负极片的长L A、宽W A、厚H A以及隔膜的长L S、宽W S、
厚H
S ，结合所述隔膜、正极片以及负极片的孔隙率A
KS
、A
KC
、A
KA
计算总空隙体积V
总
：
[0037] V总＝(A KC×L C×W C×H C)+(A KA×L A×W A×H A)+(A KS×L S×W S×H S)；[0038] 计算电解液保有量m E：
[0039] m E＝ρE×V总；
[0040] 其中ρE为电解液的密度；
[0041] 将电解液保有量m E乘以注液系数a获得电池注液量a×m E。[0042] 在其中一个实施例中，所述注液系数a为1.05～1.15。
[0043] 在其中一个实施例中，所述测量和计算隔膜的孔隙率A KS的步骤包括：[0044] 裁切一段用于制作软包装锂离子电池的隔膜样品；
[0045] 测量所述隔膜样品的长L SS、宽W SS和厚H SS；
[0046] 对所述隔膜样品进行称重获得质量m s；
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