專利名稱：一種鋰離子二次電池正負(fù)極容量匹配情況的評測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子二次電池生產(chǎn)制造技術(shù)，特別是鋰離子二次電池正負(fù)極容量匹配情況的評測方法。
背景技術(shù)：
目前，鋰離子二次電池以其優(yōu)良的充放電特性、高安全性以及穩(wěn)定循環(huán)性能，在IT電子產(chǎn)品、電動工具、混合動力汽車、純電動 大巴等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但是鋰離子二次電池由于正極材料電化學(xué)性能活潑、能量密度較高，在鋰離子電池設(shè)計生產(chǎn)過程中，鋰離子電池生產(chǎn)廠家因自身工藝水平、設(shè)備條件差異，如果因某種原因造成鋰離子電池正極材料容量發(fā)揮高于負(fù)極材料容量發(fā)揮，在該電池充電過程中負(fù)極表面會有不同程度的鋰晶體析出，造成電池存在嚴(yán)重的安全隱患，并且這種安全隱患由于存在于電池內(nèi)部難以觀察評測，電化學(xué)上原因分析困難復(fù)雜，致使鋰離子電池在使用過程中安全可靠程度降低，不利于工業(yè)應(yīng)用生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服對鋰離子二次電池正負(fù)極容量匹配情況評測困難的不足，本發(fā)明方法通過對成品鋰離子二次電池穩(wěn)態(tài)充放電電量微分曲線峰值之間相對位置關(guān)系以及特定峰值下充電容量比例的精確確定，可以準(zhǔn)確評測正負(fù)極實際發(fā)揮容量匹配情況，提供一種簡單的、直觀的評測鋰離子二次電池正負(fù)極實際容量匹配情況的方法，為更好分析研究正負(fù)極材料容量發(fā)揮提供基礎(chǔ)依據(jù)，節(jié)約研發(fā)成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)周期。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下確定穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線對鋰離子二次電池進(jìn)行包括首次充放電在內(nèi)的多次充放電測試取得容量-電壓測試數(shù)據(jù)，測試方案為恒流充電階段，電流范圍為0. 05C 30C ;恒壓充電階段，電壓范圍為3. 65V 4. 2V，恒壓至0. 02C-0. 05C ;恒流放電階段，電流范圍為0. 05C 30C，電壓下限為2. 5V-3. OV ;以上述每個循環(huán)恒流充電過程數(shù)據(jù)分別作微分電量曲線，并計算充電完成時相對應(yīng)充電容量C ;計算上述每條微分電量曲線上峰值I處相對應(yīng)充電容量Cl ;計算上述每條曲線C1/C值，確定穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線；確定穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線上特定峰值相對位置關(guān)系以上述技術(shù)方案確定的已知正負(fù)極實際容量配比的正常電池穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線，作為標(biāo)準(zhǔn)參考曲線；以上述技術(shù)方案確定的相同正負(fù)極設(shè)計容量配比實驗電池的穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線，作為待分析曲線；分別計算參考曲線與待分析曲線上相同峰位峰值2、1處位置之差A(yù)U#；t、AU^0所述的C1/C值，當(dāng)同一鋰離子電池相鄰兩條充電微分電量曲線C1/C值相同時，該曲線為穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線。所述的AU_、AU_，當(dāng)AU_> AU—時，待分析曲線正負(fù)極容量配比大于參考曲線正負(fù)極容量配比；當(dāng)AU_<八。#$時，待分析曲線正負(fù)極容量配比小于參考曲線正負(fù)極容量配比；AU—=，待分析曲線正負(fù)極容量配比等于參考曲線正負(fù)極容量配比。根據(jù)配比情況，確定試驗鋰離子二次電池正負(fù)極實際容量匹配情況。本發(fā)明的優(yōu)點在于I、電池充電測試數(shù)據(jù)取得簡單、可靠，充電微分電量曲線計算繪制簡單，曲線上所測峰值相對位置關(guān)系確定精確，便于正負(fù)極材料容量發(fā)揮情況分析，減少重復(fù)實驗，降低研發(fā)成本，縮短生產(chǎn)周期。2、微分電量曲線C1/C比值精確，方法簡單，直觀反映電池化成過程中副反應(yīng)發(fā)生情況，準(zhǔn)確判斷鋰離子電池所處電化學(xué)狀態(tài)穩(wěn)定情況，指導(dǎo)生產(chǎn)工藝制定，節(jié)約成本。



圖I是本發(fā)明中磷酸鐵鋰電池穩(wěn)態(tài)充電微分電量標(biāo)準(zhǔn)參考曲線示意圖；圖2是本發(fā)明中磷酸鐵鋰實驗電池穩(wěn)態(tài)充電微分電量分析曲線示意具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明方法進(jìn)一步詳細(xì)說明圖I為容量為5Ah猛酸鋰正極材料鋰電池穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線，充電電流為恒流IC倍率，此時相鄰兩條充電微分電量曲線C1/C值相同，峰值I之前曲線與橫坐標(biāo)所圍面積為Cl = 833mAh，整個充電容量C = 5641mAh，計算C1/C = 15%，已知該電池正負(fù)極容量配比為0.85，峰值2、I相對位置關(guān)系A(chǔ)U#；t= lOlmV。圖2為容量為3Ah錳酸鋰正極材料實驗鋰電池穩(wěn)態(tài)充電微分曲線，充電電流為恒流IC倍率，此時相鄰兩條充電微分電量曲線C1/C值相同，峰值I之前曲線與橫坐標(biāo)所圍面積為Cl = 339mAh，整個充電容量C = 3431mAh，計算C1/C = 10%，已知該電池正負(fù)極容量設(shè)計配比為0. 85，峰值2、I相對位置關(guān)系A(chǔ) Um= 117mV。AU分析=117mV > AU參考=IOlmV,因此實驗電池正負(fù)極容量配比實際大于0. 85，可以估測實驗鋰電池負(fù)極相對容量發(fā)揮較標(biāo)準(zhǔn)鋰電池負(fù)極容量發(fā)揮較差。當(dāng)實驗電池C1/C= 10%，此時相鄰兩條充電微分電量曲線C1/C值相同，因此，該錳酸鋰正極材料實驗鋰電池此時處于相對電化學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子二次電池正負(fù)極容量匹配情況的評測方法，其特征在于，包括以下步驟A、穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線的確定，對鋰離子二次電池進(jìn)行包括首次充放電在內(nèi)的多次充放電測試取得容量-電壓測試數(shù)據(jù)，測試方案為恒流充電階段，電流范圍為O. 05C 30C ;恒壓充電階段，電壓范圍為3. 65V 4. 2V，恒壓至O. 02C-0. 05C ;恒流放電階段，電流范圍為O.05C 30C，電壓下限為2. 5V-3. OV ;以上述每個循環(huán)恒流充電過程數(shù)據(jù)分別作微分電量曲線，并計算充電完成時相對應(yīng)充電容量C ;計算上述每條微分電量曲線上峰值I處相對應(yīng)充電容量Cl ;計算上述每條曲線C1/C值，確定穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線；B、分別計算穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線參考曲線與分析曲線上峰值⑵、(I)處位置之差A(yù)U_、AU_，比較AU參考、a U分析力W、。
2.按權(quán)利要求I所述的一種鋰離子二次電池正負(fù)極容量匹配情況的評測方法，其特征在于，所述的C1/C值，當(dāng)同一鋰離子電池相鄰兩條充電微分電量曲線C1/C值相同時，該曲線為穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線。
3.按權(quán)利要求I所述的一種鋰離子二次電池正負(fù)極容量匹配情況的評測方法，其特征在于，所述的AU#it、AUjfff，當(dāng)AU_> AU#it時，待分析曲線正負(fù)極容量配比大于參考曲線正負(fù)極容量配比；當(dāng)時，待分析曲線正負(fù)極容量配比小于參考曲線正負(fù)極容量配比;AU·= 時，待分析曲線正負(fù)極容量配比等于參考曲線正負(fù)極容量配比；根據(jù)配比情況，根據(jù)配比情況，確定試驗鋰離子二次電池正負(fù)極實際容量匹配情況。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋰離子二次電池正負(fù)極容量匹配情況的評測方法，涉及鋰離子二次電池制造技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟標(biāo)準(zhǔn)與待分析鋰電池穩(wěn)態(tài)充電數(shù)據(jù)的取得；對恒流充電數(shù)據(jù)進(jìn)行電量/電壓-電壓數(shù)值計算并分別繪制穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線；分別確定標(biāo)準(zhǔn)與待分析穩(wěn)態(tài)充電微分電量曲線上特定峰值相對位置關(guān)系，進(jìn)行比對。該方法根據(jù)電化學(xué)反應(yīng)原理，可準(zhǔn)確判斷鋰離子二次電池正負(fù)極實際容量匹配情況，有助于分析正負(fù)極材料實際容量發(fā)揮，提高產(chǎn)品安全可靠性，在新產(chǎn)品開發(fā)過程中，簡單易行，節(jié)約實驗成本，縮短生產(chǎn)周期。該方法還可以判斷鋰離子二次電池所處電化學(xué)狀態(tài)穩(wěn)定情況，從而指導(dǎo)化成制度的建立，提高電池質(zhì)量，并節(jié)約生產(chǎn)成本。
文檔編號G01R31/36GK102768343SQ201210265878
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者萬里城, 李學(xué)智, 楊智寧, 谷亦杰, 陳慶武 申請人:浙江南博電源科技有限公司