專利名稱：：一種待測電池極片質(zhì)量的判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于一種待測電池極片質(zhì)量的判斷方法。
背景技術(shù)：
：電池如鋰離子電池一般包括外殼、電極組和電解液，電極組和電解液容納在外殼中，電極組包括電池極片即正極極片和負(fù)極極片。電池性能的好壞很大程度上取決于電池極片的質(zhì)量，電池漿料的分散性和涂布性能與電池極片的質(zhì)量有關(guān)。制得電池極片后，一般需要判斷一下電池極片的質(zhì)量，只有由質(zhì)量合格的電池極片組裝成的電池才能符合要求?，F(xiàn)有的判斷電池極片質(zhì)量的方法一般是測定電池極片的表面粗糙程度，目前測試電池極片表面粗糙程度主要采用3D金相顯微鏡、表面粗糙度測試儀等測試手段，但是3D金相顯微鏡測試制樣要求高，當(dāng)視窗選取范圍小于500倍時(shí)，無法進(jìn)行3D測試，此方法更適合于微區(qū)測試，無法應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。表面粗糙度測試儀是適用于金屬行業(yè)檢測金屬表面缺陷的儀器，采用線掃描原理，更適合于表面光滑的表面，不適用于電池極片表面顆粒的測試，結(jié)果偏差大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的判斷電池極片質(zhì)量的方法無法應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)、結(jié)果偏差大的缺點(diǎn)，提供一種適用于實(shí)際生產(chǎn)并且結(jié)果準(zhǔn)確的待測電池極片質(zhì)量的判斷方法。本發(fā)明的發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)電池極片的光澤度與電池極片的質(zhì)量有一定的關(guān)系，光澤度在一定范圍內(nèi)時(shí)，由該電池極片組成的電池的循環(huán)性能符合要求，即電池極片的質(zhì)量符合要求，因此可以先測定待測電池極片的光澤度，然后判斷該光澤度是否在合格的光澤度范圍內(nèi)，從而可以判斷電池極片的質(zhì)量。本發(fā)明提供了一種待測電池極片質(zhì)量的判斷方法，其中，該方法包括測定待測電池極片的光澤度，判斷待測電池極片的光澤度是否在一個(gè)光澤度范圍內(nèi)，由光澤度在該光澤度范圍內(nèi)的電池極片組成的電池的循環(huán)性能符合要求。本發(fā)明的方法通過測定待測電池極片的光澤度可以判斷電池極片的質(zhì)量，方法簡單易行，適合于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，并且判斷結(jié)果準(zhǔn)確。具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的待測電池極片質(zhì)量的判斷方法包括測定待測電池極片的光澤度，判斷待測電池極片的光澤度是否在一個(gè)光澤度范圍內(nèi)，由光澤度在該光澤度范圍內(nèi)的電池極片組成的電池的循環(huán)性能符合要求。本發(fā)明提供的待測電池極片質(zhì)量的判斷方法適用于判斷由涂布法制得的各種電池極片的質(zhì)量，例如鋰離子電池的正負(fù)極極片、堿性二次電池的正負(fù)極極片，所述堿性二次電池的例子包括鎳氫電池和鎳鎘電池。本發(fā)明的方法尤其適用于判斷鋰離子電池的正負(fù)極極片的質(zhì)量。本發(fā)明中，電池的循環(huán)性能符合要求可以理解為電池的循環(huán)性能符合常規(guī)的對電池循環(huán)性能的要求，一般是指電池在25'C下1C充放電循環(huán)500次后，電池的容量剩余率不小于80%。光澤度在所述光澤度范圍內(nèi)的電池極片組成的電池的循環(huán)性能符合要求，不同電池的電池極片的所述光澤度范圍也有所不同，當(dāng)所述待測電池極片為鋰離子電池極片，所述合格的光澤度范圍為1-3GS，優(yōu)選為1.2-2.4GS。鋰離子電池正極極片所含的正極材料以及負(fù)極極片所含的負(fù)極材料的種類己為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。例如，鋰離子電池的正極材料包括正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和正極粘合劑。所述正極活性物質(zhì)可以為以下物質(zhì)中的一種或幾種LixNi,-yCo02(其中，0.9^x<l.l，OSySl.O)、Li!+aMbMn2-b04(其中，-0.1^a^0.2，O^b^l.O,M為鋰、硼、鎂、鋁、鈦、格、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、釔、氟、碘、硫元素中的一種)、LimMn2-nBn02(其中，B為過渡金屬，0.9^1.1，1.0)、Lijy[yP04(其中，M為過渡金屬，0.9^x^1.1，(KySl.O)。所述導(dǎo)電劑可以為乙炔黑、導(dǎo)電碳黑和導(dǎo)電石墨中的一種或幾種。所述正極粘合劑可以為聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡膠(SBR)中的一種或幾種。以正極活性物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)，所述導(dǎo)電劑的含量可以為1-15重量％，優(yōu)選為2-10重量Q^，正極粘合劑的含量可以為0.5-8重量％，優(yōu)選為l-5重鋰離子電池的負(fù)極材料包括負(fù)極活性物質(zhì)和粘合劑。所述負(fù)極活性物質(zhì)可以為天然石墨、人造石墨、石油焦、有機(jī)裂解碳、中間相碳微球、碳纖維、錫合金、硅合金中的一種或幾種，優(yōu)選人工石墨。所述粘合劑可以為聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡膠(SBR)中的一種或幾種。以所述負(fù)極活性物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)，所述粘合劑的含量可以為0.01-8重量%，優(yōu)選為0.02-5重量％。不同的電極材料制得的電池極片的所述光澤度范圍也有所不同，所述待測電池極片的電極材料為人造石墨時(shí)，所述光澤度范圍為1.2-1.9GS;所述待測電池極片的電極材料為磷酸鐵鋰，所述光澤度范圍為1.7-2.3GS;所述待測電池極片的電極材料為鋰鈷氧，所述光澤度范圍為1.5-2.4GS。為了更準(zhǔn)確地判斷待測電池極片的質(zhì)量，可以首先確定由特定電極材料制成的電池極片的所述光澤度范圍。所述光澤度范圍的確定方法包括使用與待測電池極片相同的電極材料制備光澤度不同的多個(gè)電池極片樣品；將所述多個(gè)電池極片樣品分別與極性相反的同一光澤度的電池極片組裝成電池，測定各電池的循環(huán)性能，確定循環(huán)性能符合要求的電池所用的電池極片樣品的光澤度范圍。可以采用公知的方法將電極材料制成電池極片。例如，可以將上述電池的正負(fù)極材料與溶劑混合，得到正負(fù)極漿料；將得到的正負(fù)極漿料涂覆和/或填充到相應(yīng)的正負(fù)極導(dǎo)電基體上，然后干燥，壓制。所述溶劑可以選自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺(DEF)、二甲基亞砜(DMSO)、四氫呋喃(THF)以及水和醇類中的一種或幾種，優(yōu)選為水。所述溶劑的用量可以為正負(fù)極材料的10-100重量％，優(yōu)選為30-70重量％。其中，干燥和壓制的方法和條件己為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，在此不再贅述。其中，在電池極片樣品的制備過程中，通過測試得到光澤度不同的多個(gè)電池極片樣品。所述光澤度不同的多個(gè)電池極片樣品優(yōu)選各不相同。更優(yōu)選情況下，所述多個(gè)樣品的光澤度平均分布，即任意兩個(gè)相鄰光澤度值之間的差值相等。任意兩個(gè)相鄰光澤度值之間的差值可以為0.01-0.2GS，優(yōu)選為0.05-0.1GS。多個(gè)樣品的光澤度中的最大值可以為所述電池極片能夠達(dá)到的最大光澤度值，多個(gè)樣品的光澤度中的最小值可以為大于零。電池極片的合適的光澤度一般在一個(gè)大致的范圍內(nèi)(即光澤度在該范圍內(nèi)的電池極片組成的電池的循環(huán)性能合格，以下稱作合格的光澤度范圍)，因此可以將多個(gè)樣品的光澤度中的最小值設(shè)定為所述合格的光澤度范圍的下限值或稍小于該下限值，將多個(gè)樣品的光澤度中的最大值設(shè)定為所述合格的光澤度范圍上限值或稍大于該上限值，這樣既可以有效地確定所述合格的光澤度范圍，又可以減少樣品的數(shù)量，節(jié)省成本。每個(gè)樣品的光澤度值為1-5GS，優(yōu)選為1.1-3.5GS。所述光澤度不同的多個(gè)樣品的數(shù)量只要能夠滿足得到所述合格的光澤度范圍要求的最低樣品數(shù)量即可。增加樣品數(shù)量可以提高得到的合格的光澤度范圍的精確度，但是樣品數(shù)量太多會(huì)增加該方法所用的成本和時(shí)間，因此所述光澤度不同的多個(gè)樣品的數(shù)量優(yōu)選為10-50，更優(yōu)選為20-40。光澤度的定義為在60度或80度的測試角度下入射光強(qiáng)度與反射光強(qiáng)度的比值。所述光澤度可以使用現(xiàn)有的各種測定光澤度的方法來進(jìn)行測定，例如，可以使用光澤度計(jì)。將所述多個(gè)電池極片樣品分別與合格的極性相反的電池極片組裝成電池的方法可以采用現(xiàn)有的各種鋰離子電池的制造方法，例如，將電池極片樣品、極性相反的電池極片與隔膜組成電極組，將電極組放入電池外殼中，然后加入電解液并封裝即可得到鋰離子電池。電池極片樣品為正極極片時(shí)，使用合格的負(fù)極極片來組成電池；電池極片樣品為負(fù)極極片時(shí)，使用合格的正極極片來組成電池。所述極性相反的電池極片合格是指由該電池極片組成的電池的循環(huán)性能符合要求。在本發(fā)明中，所述循環(huán)性能符合要求是指在25'C下1C充放電500次循環(huán)后，電池的容量剩余率不小于80%。電池循環(huán)性能的測定方法包括在25。C下1C充放電，使電池循環(huán)500次后，測定循環(huán)后的電池容量，循環(huán)后的電池容量與循環(huán)前的電池容量的比值的百分?jǐn)?shù)即為容量剩余率。下面通過實(shí)施例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。實(shí)施例1該實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的電池極片質(zhì)量的測定方法。將鋰離子電池負(fù)極材料(100重量份負(fù)極活性物質(zhì)人造石墨，5重量份粘合劑聚四氟乙烯)和40重量份溶劑NMP混合均勻，制得負(fù)極漿料，將該負(fù)極漿料均勻涂布在銅箔表面，干燥后壓制，得到15個(gè)負(fù)極極片樣品。使用光澤度計(jì)(天津其立科技有限公司，MN型光澤度儀，測試角度為60度或80度)測定15個(gè)負(fù)極極片樣品的光澤度分別為I.IGS、1.2GS、1.3GS、81.4GS、1.5GS、1.6GS、1.7GS、1.8GS、1.9GS、2.0GS、2.1GS、2.2GS、2.3GS、2.4GS、2.5GS。將上述15個(gè)負(fù)極極片樣品與15個(gè)光澤度均為2.4GS的正極極片(正極材料包括100重量份正極活性物質(zhì)LiCo02，4重量份粘合劑PVDF，4重量份導(dǎo)電劑乙炔黑)組成15只電池。在25匸下1C充放電，使電池循環(huán)500次后，測定循環(huán)后的電池容量，并計(jì)算電池的容量剩余率，結(jié)果如表l所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表1所示的測定結(jié)果可以看出，容量剩余率為80%或80%以上的電池所對應(yīng)的負(fù)極極片樣品的光澤度值的范圍為1.2-1.9GS，因此，可以確定合格的光澤度范圍為1.2-1.9GS。使用上述鋰離子電池負(fù)極材料制得100個(gè)待測的負(fù)極極片。使用光澤度計(jì)測定待測負(fù)極極片的光澤度，其中82個(gè)負(fù)極極片的光澤度在1.2-1.9GS的范圍內(nèi)，因此可以判斷負(fù)極極片的合格率為82%。將上述100個(gè)待測的負(fù)極極片分別與上述光澤度為2.4GS的正極極片組成電池，測定電池的容量剩余率，結(jié)果表明由判定合格的負(fù)極極片組成的電池的容量剩余率為80%或80%以上，由判定不合格的負(fù)極極片組成的電池的容量剩余率在80%以下，說明本發(fā)明提供的方法判斷結(jié)果非常準(zhǔn)確。實(shí)施例2該實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的電池極片質(zhì)量的測定方法。按照與實(shí)施例1相同的方法得到負(fù)極極片樣品、測定負(fù)極極片樣品的光澤度、將負(fù)極極片樣品與正極極片組成電池、測定電池的循環(huán)性能，結(jié)果如表2所示，不同的是，所用的正極極片為光澤度均為2.3GS的正極極片(正極材料包括100重量份正極活性物質(zhì)LiFeP04，4重量份粘合劑PVDF，4重量份導(dǎo)電劑乙炔黑)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表2所示的測定結(jié)果可以看出，容量剩余率為80%或80%以上的電池所對應(yīng)的負(fù)極極片樣品的光澤度值的范圍為1.2-1.9GS，因此，可以確定合格的光澤度范圍為1.2-1.9GS。使用上述鋰離子電池負(fù)極材料制得100個(gè)待測的負(fù)極極片。使用光澤度計(jì)測定待測負(fù)極極片的光澤度，其中85個(gè)負(fù)極極片的光澤度在1.2-1.9GS的范圍內(nèi)，因此可以判斷負(fù)極極片的合格率為85%。將上述100個(gè)待測的負(fù)極極片分別與上述光澤度為2.3GS的正極極片組成電池，測定電池的容量剩余率，結(jié)果表明由判定合格的負(fù)極極片組成的電池的容量剩余率為80%或80%以上，由判定不合格的負(fù)極極片組成的電池的容量剩余率在80%以下，說明本發(fā)明提供的方法判斷結(jié)果非常準(zhǔn)確。實(shí)施例3該實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的電池極片質(zhì)量的測定方法。將鋰離子電池正極材料(正極材料包括100重量份正極活性物質(zhì)LiCo02，4重量份粘合劑PVDF，4重量份導(dǎo)電劑乙炔黑)和40重量份溶劑NMP混合均勻，制得負(fù)極漿料，將該負(fù)極漿料均勻涂布在鋁箔表面，干燥后壓制，得到21個(gè)正極極片樣品。使用光澤度計(jì)(天津其立科技有限公司，MN型光澤度儀，測試角度為60度或80度)測定21個(gè)負(fù)極極片樣品的光澤度分別為1.1GS、1.2GS、1.3GS、1.4GS、1.5GS、1.6GS、1.7GS、1.8GS、1.9GS、2.0GS、2.1GS、2.2GS、2.3GS、2.4GS、2.5GS、2.6GS、2.7GS、2.8GS、2.9GS、3.0GS、3.1GS。將上述21個(gè)正極極片樣品與21個(gè)光澤度均為1.9GS的負(fù)極極片(負(fù)極材料包括100重量份負(fù)極活性物質(zhì)人造石墨，5重量份粘合劑聚四氟乙烯)組成25只電池。在25"C下1C充放電，使電池循環(huán)500次后，測定循環(huán)后的電池容量，并計(jì)算電池的容量剩余率，結(jié)果如表3所示。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從表3所示的測定結(jié)果可以看出，容量剩余率為80%或80%以上的電池所對應(yīng)的正極極片樣品的光澤度值的范圍為1.5-2.4GS，因此，可以確定合格的光澤度范圍為1.5-2.4GS。使用上述鋰離子電池正極材料制得100個(gè)待測的正極極片。使用光澤度計(jì)測定待測正極極片的光澤度，其中88個(gè)正極極片的光澤度在1.5-2.4GS的范圍內(nèi)，因此可以判斷正極極片的合格率為88。％。將上述100個(gè)待測的正極極片分別與上述光澤度為1.9GS的負(fù)極極片組成電池，測定電池的容量剩余率，結(jié)果表明由判定合格的正極極片組成的電池的容量剩余率為80%或80%以上，由判定不合格的正極極片組成的電池的容量剩余率在80。％以下，說明本發(fā)明提供的方法判斷結(jié)果非常準(zhǔn)確。實(shí)施例4該實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的電池極片質(zhì)量的測定方法。將鋰離子電池正極材料(正極材料包括100重量份正極活性物質(zhì)LiFeP04，4重量份粘合劑PVDF，4重量份導(dǎo)電劑乙炔黑)和40重量份溶劑NMP混合均勻，制得負(fù)極漿料，將該負(fù)極漿料均勻涂布在鋁箔表面，干燥后壓制，得到24個(gè)正極極片樣品。使用光澤度計(jì)(天津其立科技有限公司，MN型光澤度儀，測試角度為60度或80度)測定24個(gè)負(fù)極極片樣品的光澤度分另U為UGS、1.2GS、1.3GS、1.4GS、1.5GS、1.6GS、1.7GS、1.8GS、1.9GS、2.0GS、2.1GS、2.2GS、2.3GS、2.4GS、2.5GS、2.6GS、2.7GS、2.8GS、2,9GS、3.0GS、3.1GS、3.2GS、3.3GS、3.4GS。將上述24個(gè)正極極片樣品與24個(gè)光澤度均為1.9GS的負(fù)極極片(負(fù)極材料包括100重量份負(fù)極活性物質(zhì)人造石墨，5重量份粘合劑聚四氟乙烯)組成30只電池。在25'C下1C充放電，使電池循環(huán)500次后，測定循環(huán)后的電池容量，并計(jì)算電池的容量剩余率，結(jié)果如表4所示。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>從表4所示的測定結(jié)果可以看出，容量剩余率為80。％或80%以上的電池所對應(yīng)的正極極片樣品的光澤度值的范圍為1.7-2.3GS，因此，可以確定合格的光澤度范圍為1.7-2.3GS。使用上述鋰離子電池正極材料制得100個(gè)待測的正極極片。使用光澤度計(jì)測定待測正極極片的光澤度，其中86個(gè)正極極片的光澤度在1.7-2.3GS的范圍內(nèi)，因此可以判斷正極極片的合格率為86%。將上述100個(gè)待測的正極極片分別與上述光澤度為1.9GS的負(fù)極極片組成電池，測定電池的容量剩余率，結(jié)果表明由判定合格的正極極片組成的電池的容量剩余率為80%或80%以上，由判定不合格的正極極片組成的電池的容量剩余率在80%以下，說明本發(fā)明提供的方法判斷結(jié)果非常準(zhǔn)確。權(quán)利要求1、一種待測電池極片質(zhì)量的判斷方法，其特征在于，該方法包括測定待測電池極片的光澤度，判斷待測電池極片的光澤度是否在一個(gè)光澤度范圍內(nèi)，由光澤度在該光澤度范圍內(nèi)的電池極片組成的電池的循環(huán)性能符合要求。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，電池的循環(huán)性能符合要求為電池在25'C下1C充放電循環(huán)500次后，電池的容量剩余率不小于80%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述待測電池極片為鋰離子電池極片，所述合格的光澤度范圍為1.2-2.4GS。4、根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其中，所述待測電池極片的電極材料為人造石墨，所述合格的光澤度范圍為1.2-1.9GS。5、根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其中，所述待測電池極片的電極材料為磷酸鐵鋰，所述合格的光澤度范圍為1.7-2.3GS。6、根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其中，所述待測電池極片的電極材料為鋰鈷氧，所述合格的光澤度范圍為1.5-2.4GS。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光澤度范圍的確定方法包括使用與待測電池極片相同的電極材料制備光澤度不同的多個(gè)電池極片樣品；將所述多個(gè)電池極片樣品分別與極性相反的同一光澤度的電池極片組裝成電池，測定各電池的循環(huán)性能，確定循環(huán)性能符合要求的電池所用的電池極片樣品的光澤度范圍。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述光澤度不同的多個(gè)電池極片樣品的任意兩個(gè)相鄰光澤度值之間的差值相等，該差值為0.01-0.2GS。9、根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，每個(gè)電池極片樣品的光澤度值為1-5GS。10、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述光澤度不同的多個(gè)電池極片樣品的數(shù)量為10-50。11、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述循環(huán)性能符合要求的電池在25。C下1C充放電循環(huán)500次后，電池的容量剩余率不小于80。％。全文摘要一種待測電池極片質(zhì)量的判斷方法包括測定待測電池極片的光澤度，判斷待測電池極片的光澤度是否在一個(gè)光澤度范圍內(nèi)，由光澤度在該光澤度范圍內(nèi)的電池極片組成的電池的循環(huán)性能符合要求。本發(fā)明的方法通過測定待測電池極片的光澤度可以判斷電池極片的質(zhì)量，方法簡單易行，適合于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，并且判斷結(jié)果準(zhǔn)確。文檔編號(hào)G01N21/57GK101315415SQ20071010379公開日2008年12月3日申請日期2007年5月30日優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日發(fā)明者廖細(xì)英,張偉清,張?zhí)熨n申請人:上海比亞迪有限公司