一种锂电池极片含水率检测装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种锂电池极片含水率检测装置及方法，该装置包括测试仪和用于放置待测样品极片的密封测试瓶，密封测试瓶分别通过气管与干燥气源及盛装有试剂的反应器连通，测试仪通过和试剂接触的正、负电极与试剂导电连接。本发明的锂电池极片含水率检测装置及方法通过加热极片将极片中的水分析出进行水分含量检测，利用化学反应测得排出的水分质量，计算得出干燥后极片含水率。这种方法取样简单，易操作，能够直接检测出极片含水率的情况，含水率检测准确率高，而且容易调整质量把控标准。该方法通过检测干燥后极片的含水率来监控产品生产过程中的质量控制，为干燥工艺改进及过程控制提供有力依据。
【专利说明】一种锂电池极片含水率检测装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种极片水分含量检测方法，尤其涉及一种锂电池极片水分含量检测 装置及方法。
【背景技术】
[0002] 对于锂电池而言，水分对其质量的影响非常重大，严重的情况直接导致产品报废， 主要原因是水分的存在导致其与电解液发生反应，主要会造成以下不良后果：（1)电池所 用的电解液是不能在水分过高的环境下使用的。电池注液的时候，必须要在小于1 %湿度 的环境下，并且注液后赶快封口，阻止电池内部和空气接触。如果水分过高，电解液和水分 反应，生成微量有害气体，对注液房环境有不良影响；这也会影响电解液本身的质量，使得 电池性能不良；还会使电池铆钉生锈；(2)水分会和电解液中的一种成分反应，生成有害气 体。当水分足够多时，会产生大量的气体致使电池内部的压力变大，从而引起电池受力变形 发生鼓胀，而这种鼓胀现象基本属于塑性变形，这种变形会有两方面的影响，一是产品外观 尺寸不符合要求，无法成组装箱；二是这种变形使得电池内部极片与极片直接贴合不紧密， 影响锂离子的脱出与嵌入，从而影响到电池的容量、循环寿命等等；(3)当电池内部的水分 多的时候，电池内部的电解液和水反应，其产物将是气体和氢氟酸，氢氟酸是一中腐蚀性很 强的酸，它可以使电池内部的金属零件腐蚀，进而使电池最终漏液。
[0003]因此，在生产过程中对极片水分进行干燥意义重大，干燥后还需要对水分含量进 行定量检测。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种锂电池极片含水率检测装置，实现对锂电池极片含水率 的定量检测，同时提供一种使用该装置的检测方法。
[0005] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种锂电池极片含水率检测装 置，包括测试仪和用于放置待测样品极片的密封测试瓶，所述密封测试瓶分别通过气管与 干燥气源及盛装有试剂的反应器连通，所述测试仪通过和试剂接触的正、负电极与试剂导 电连接。
[0006] 所述与反应器连通的气管延伸至试剂中。
[0007] 所述密封测试瓶下方设有加热器。
[0008] 所述试剂为碘与二氧化硫溶液。
[0009] 本发明锂电池极片含水率检测方法所采用的技术方案是：一种锂电池极片含水率 检测方法，包括如下步骤：
[0010] (1)将设定质量的待测样品极片放置于密封测试瓶中进行加热；
[0011] (2)将待测样品极片析出的水蒸气通入反应器中与试剂进行化学反应；
[0012] (3)化学反应结束后通过计算反应过程中消耗的试剂体积计算出参与反应的水的 质量，该质量即为极片中水的质量；
[0013] (4)将得到的水的质量与样品极片的质量进行比值计算，得出极片含水率。
[0014] 通过对密封测试瓶通入干燥气体将待测样品极片析出的水蒸气通入反应器的试 剂中。
[0015] 通过测试仪计算反应过程中消耗的试剂体积，所述测试仪通过和试剂接触的正、 负电极与试剂导电连接。
[0016] 所述试剂为碘与二氧化硫溶液。
[0017] 本发明的锂电池极片含水率检测装置及方法通过加热极片将极片中的水分析出 进行水分含量检测，利用化学反应测得排出的水分质量，计算得出干燥后极片含水率。这种 方法取样简单，易操作，能够直接检测出极片含水率的情况，含水率检测准确率高，而且容 易调整质量把控标准。该方法通过检测干燥后极片的含水率来监控产品生产过程中的质量 控制，为干燥工艺改进及过程控制提供有力依据。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明锂电池极片含水率检测装置原理图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
[0020] 如图1所示为本发明锂电池极片含水率检测装置实施例的原理图，由图可知，该 装置包括测试仪22和用于放置待测样品极片39的密封测试瓶37,测试仪上配置有显示面 板24 ;密封测试瓶37通过气管58与干燥气源连通，通过气管35与盛装有试剂30的反应 器26连通；测试仪22通过和试剂接触的正、负电极28和32与试剂30导电连接。
[0021] 本实施例的试剂为碘与二氧化硫溶液（既含有碘又含有二氧化硫的溶液）。另外， 为了使水蒸气与试剂充分反应，将与反应器连通的气管35延伸至试剂30中；为了便于加 热，可在密封测试瓶37下方设置加热器41。
[0022] 本发明还提供了一种锂电池极片含水率检测方法，包括如下步骤：
[0023] (1)将设定质量的待测样品极片39放置于密封测试瓶37中进行加热；
[0024] (2)将待测样品极片析出的水蒸气通入反应器26中与试剂30进行化学反应；
[0025] (3)化学反应结束后通过计算反应过程中消耗的试剂体积计算出参与反应的水的 质量，该质量即为极片中水的质量；
[0026] (4)将得到的水的质量与样品极片的质量进行比值计算，得出极片含水率，该含水 率单位以ppm计。
[0027] 本实施例是通过对密封测试瓶37通入干燥气体将待测样品极片39析出的水蒸气 通入反应器26的试剂30中，试剂为碘与二氧化硫溶液。测试仪通过和试剂接触的正、负电 极与试剂导电连接，通过测试仪22可计算出反应过程中消耗的试剂体积。
[0028] 本发明的工作原理如下：该检测方法是将极片加热使其析出水分，让析出的水与 试剂（碘与二氧化硫溶液）发生氧化还原反应，在反应器中插入双钼电极（正电极与负电 极），在两电极上加一固定电压，当反应溶液中有水存在时，溶液中不会有电对存在，溶液不 导电，当反应到达终点时，溶液中存在1 2和I-电对，此时，溶液的导电性会突然增大，在设 有外加电压的双钼电极之间的电流值突然增大，并且稳定在我们事先设定一个阈值上面， 即可判断反应结束，数据处理器会根据反应过程中碘与二氧化硫的消耗量计算出极片含水 率。
[0029] 下面是本发明的锂电池极片含水率检测方法的一个具体实施例。
[0030] a)取一空的测试瓶37置于高精度电子称上，归零；
[0031] b)取一干燥后的样品极片39,裁切成长条形，置入测试瓶37中，称重，记下极片重 量；
[0032] c)将上述测试瓶封口，放置在加热器41上；
[0033]d)将气管35与测试瓶37连接在一起；
[0034]e)开启测试仪22,将上述测得的极片39重量数值输入到测试仪22中；
[0035]f)设定固定电压值lOOmv、电流阀值2yA、加热温度150°C;
[0036] g)开启加热器41，通入干燥气体。
[0037] 干燥气体将测试瓶37中被加热的极片39中析出的水蒸气带至反应器26中，与试 剂30 (碘与二氧化硫溶液）发生氧化还原反应，在测试仪22显示面板24上观察电流变化， 当电流陡然增大至设定阀值时反应结束。
[0038] 测试仪22通过计算反应过程中消耗的试剂30体积计算出参与反应的水的质量， 该质量即为极片中水的质量，再将该水的质量与上述测得极片39的质量进行计算，得出极 片含水率，该含水率单位以ppm计。
[0039] 试验验证过程：在干燥环境下，取20张同时完成干燥作业的极片进行取样，取得 样品10份，称重、标记、记录数据后封存在20只测试瓶中，按照上述步骤完成含水率测试， 其中表一极片测试时加热温度为120°C，表二极片测试时加热温度为150°C，结果如下：
[0040] 表一、测试时加热温度为120°c极片含水率
【权利要求】
1. 一种锂电池极片含水率检测装置，其特征在于：包括测试仪和用于放置待测样品极 片的密封测试瓶，所述密封测试瓶分别通过气管与干燥气源及盛装有试剂的反应器连通， 所述测试仪通过和试剂接触的正、负电极与试剂导电连接。
2. 根据权利要求1所述的锂电池极片含水率检测装置，其特征在于：所述与反应器连 通的气管延伸至试剂中。
3. 根据权利要求1所述的锂电池极片含水率检测装置，其特征在于：所述密封测试瓶 下方设有加热器。
4. 根据权利要求1所述的锂电池极片含水率检测装置，其特征在于：所述试剂为碘与 二氧化硫溶液。
5. -种锂电池极片含水率检测方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 将设定质量的待测样品极片放置于密封测试瓶中进行加热； (2) 将待测样品极片析出的水蒸气通入反应器中与试剂进行化学反应； (3) 化学反应结束后通过计算反应过程中消耗的试剂体积计算出参与反应的水的质 量，该质量即为极片中水的质量； (4) 将得到的水的质量与样品极片的质量进行比值计算，得出极片含水率。
6. 根据权利要求5所述的锂电池极片含水率检测方法，其特征在于：通过对密封测试 瓶通入干燥气体将待测样品极片析出的水蒸气通入反应器的试剂中。
7. 根据权利要求5所述的锂电池极片含水率检测方法，其特征在于：通过测试仪计算 反应过程中消耗的试剂体积，所述测试仪通过和试剂接触的正、负电极与试剂导电连接。
8. 根据权利要求5所述的锂电池极片含水率检测方法，其特征在于：所述试剂为碘与 二氧化硫溶液。
【文档编号】G01N27/00GK104330439SQ201410394348
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】张祥, 畅志远, 张凌寒, 杨麟 申请人:中航锂电（洛阳）有限公司