参比电极及应用参比电极的三级电池的制作方法

1.本实用新型属于参比电极领域，具体是参比电极及应用参比电极的三级电池。


背景技术：

2.锂离子电池性能提升、失效分析等研究工作中，经常在电池中引入一个参比电极，形成三电极体系。以参比电极为基准，分别测试正极对于参比电极、负极对于参比电极的电位和阻抗等，做到电位、阻抗分离。三电极体系是锂离子电池机理研究工作中，重要的手段之一。
3.目前三电极在软包电池中应用较广泛，但是在铝壳大电池中应用较少。由于铝壳大电池的铝壳结构，且内部电芯包裹有绝缘膜，以及电池内部复杂的结构，参比电极的植入比较困难。现有使用铝壳大电池制备三电极体系的方法一般是通过在壳体开孔，植入锂箔参比电极，锂箔与金属极耳连结，金属极耳穿过壳体孔洞，形成参比电极。这种情况一般壳体开孔较大，容易破坏电池密闭性及内部结构件，使电池内部体系发生改变，甚至造成漏液。或者植入金属丝作为参比电极，再进行镀锂处理，使金属丝表面附着上一层锂金属。但是镀锂层较薄，在测试过程中很容易被消耗，需反复进行镀锂操作，且镀锂程序比较耗时


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供参比电极及应用参比电极的三级电池，用于解决现在制作铝壳大电池三电极体系需要壳体开孔较大，影响电池性能，导致测试准确性不高；或者以金属丝为参比电极，需反复镀锂的问题。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
6.参比电极，包括设置在下段的锂箔、设置在上段的金属漆包线和用于连接锂箔和金属漆包线的金属箔材；
7.其中，锂箔、金属漆包线和金属箔材均通过超声焊连接。
8.进一步的，所述锂箔直径为5-50μm。
9.进一步的，所述锂箔厚度为5-50μm。
10.进一步的，所述金属漆包线包括铜漆包线、镍漆包线、银漆包线、金漆包线和铂漆包线中一种或多种。
11.进一步的，所述金属漆包线的直径为20-100μm。
12.进一步的，所述金属箔材包括铜箔和镍箔中任一种。
13.进一步的，所述金属箔材的厚度为10-100μm。
14.应用参比电极的三级电池，包括上述的参比电极和设置有参比电极的单体电芯；
15.其中，
16.单体电芯包括外壳、极片及盖板，外壳和盖板共同组成密封腔体，且密封腔体内安装有极片，锂箔植入极片之间；盖板上开设有电池注液孔，金属漆包线从电池注液孔引出。
17.进一步的，所述极片包括正极片和负极片；
18.其中，正极片和负极片之间设置有隔膜。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
20.通过三段式参比电极，不用在电池壳体开孔，通过注液孔引出参比电极上段较细的金属漆包线，最大程度减小了对电池的破坏，保证了电池的密闭性，最大程度上保持了电池内部原本的体系，能够大大提升三电极电池测试的准确性；同时优于直接用金属丝做参比电极，不用反复镀锂。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型参比电极的结构示意图。
23.图2为本实用新型的外观结构示意图。
24.图3为本实用新型的内部结构示意图。
25.图4为本实用新型实施例提供的23ah方型铝壳电池三电极电位图。
26.图5为本实用新型实施例提供的23ah方型铝壳电池三电极交流阻抗图。
27.图中：11、参比电极；111、金属漆包线；112、金属箔材；113、锂箔；10、单体电芯；101、电池注液孔；102、外壳；103、极片；104、盖板。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
29.因此，在下述附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。
30.传统的，目前三电极在软包电池中应用较广泛，但是在铝壳大电池中应用较少。由于铝壳大电池的铝壳结构，且内部电芯包裹有绝缘膜，以及电池内部复杂的结构，参比电极11的植入比较困难。现有使用铝壳大电池制备三电极体系的方法一般是通过在壳体开孔，植入锂箔113的参比电极11，锂箔113与金属极耳连结，金属极耳穿过壳体孔洞，形成参比电极11。这种情况一般壳体开孔较大，容易破坏电池密闭性及内部结构件，使电池内部体系发生改变，甚至造成漏液。或者植入金属丝作为参比电极11，再进行镀锂处理，使金属丝表面附着上一层锂金属。但是镀锂层较薄，在测试过程中很容易被消耗，需反复进行镀锂操作，且镀锂程序比较耗时。
31.基于上述描述，本实用新型实施例提出一种如图1所示的参比电极11，包括设置在下段的锂箔113、设置在上段的金属漆包线111和用于连接锂箔113和金属漆包线111的金属箔材112；
32.其中，锂箔113、金属漆包线111和金属箔材112均通过超声焊连接。
33.通过三段式参比电极11的金属漆包线111可以使得使用的铝包电池不用在电池壳体开孔，通过注液孔引出参比电极11上段较细的金属漆包线111，最大程度减小了对电池的破坏，保证了电池的密闭性，最大程度上保持了电池内部原本的体系，能够大大提升三电极电池测试的准确性；同时优于直接用金属丝做参比电极11，不用反复镀锂。
34.下面结合附图对上述方案进行详细阐述；
35.请参照图1，如图1所示，参比电极11，其下段为锂箔113，在一个实施例中，植入电芯的极片103之间；上段为金属漆包线111，在一个实施例中，从电池注液孔101引出，中段为铜箔112，起到连接上段铜漆包线和下段锂金属线或锂箔113的作用。
36.请继续参阅图1，在一个实施例中，参比电极11下段锂箔113的直径或者厚度为5-50μm，可以方便的植入于电池卷芯正、负极片103之间，且与正、负极片103均有隔膜隔开；
37.在一个实施例中，参比电极11上段金属漆包线111为不与锂离子、电解液等电池内部物质发生反应的金属丝制成的漆包线，具体包括：铜漆包线、镍漆包线、银漆包线、金漆包线、铂漆包线，漆包线直径为20-100μm。
38.在一个实施例中，参比电极11中段金属箔材112为不与锂离子、电解液等电池内部物质发生反应的金属箔材112，具体包括：铜箔、镍箔等，金属箔材112厚度为10-100μm；
39.在一个实施例中，参比电极11下段锂箔113，上段金属漆包线111与中段金属箔材112均通过超声焊连接；
40.除上述参比电极11外，本技术还公开了应用参比电极11的三级电池，包括的参比电极11和设置有参比电极11的单体电芯10；其中，单体电芯10包括外壳102、极片103及盖板104，外壳102和盖板104共同组成密封腔体，且密封腔体内安装有极片103，锂箔113植入极片103之间；盖板104上开设有电池注液孔101，金属漆包线111从电池注液孔101引出。
41.在一个实施例中，极片103包括正极片103和负极片103，其中，正极片103和负极片103之间设置有隔膜。
42.将本实施例中制备的三电极电池进行充放电测试，用电压记录仪分别监测全电池、正极、负极电位，测试结果如图4所示。对此三电极电池进行全电池、正极、负极阻抗测试，测试结果如图5所示。
43.综上，通过注液孔引出参比电极11上段较细的金属漆包线111，最大程度减小了对电池的破坏，保证了电池的密闭性，最大程度上保持了电池内部原本的体系，能够大大提升三电极电池测试的准确性；同时优于直接用金属丝做参比电极11，不用反复镀锂。
44.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
45.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
46.对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义；以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。