[发明专利]一种判断锂离子电池循环性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池的制作选材，具体涉及一种简单快速判断锂离子电池循环性能的方法。

背景技术

随着各种便携式电子设备及电动汽车的广泛应用及快速发展，对化学电源的需求和性能要求也相应提高，锂离子电池以其高功率特性、无记忆效应等优势广泛应用于移动电子终端设备领域。

现有的锂离子电池循环性能测试一般是将所选负极材料与正极材料制作成成品电池再进行实际的充放电循环性能测试，中国专利申请200620151415.X揭示了一种用于测试成品电池循环性能的设备，该设备包括电池支架，电池支架两侧对应设有定位孔，分别定位电池正极探针与电池负极探针，电池正极探针与电池负极探针前端同轴向相对设置；设有固定螺母将电池正极探针固定于电池支架的一侧，电池正极探针末端与测试正极连接线相连接；设有伸缩调节螺母将电池负极探针定位于电池支架的另一侧，并用固定螺母固定，电池负极探针末端与测试负极连接线相连接。该设备用于将电池置于工装直接进行测试。但是，现有的锂离子电池循环性能测试需制作成品电池，在专用的设备上反复冲放电进行循环性能测试，成本高并且耗时长。

现有关于锂离子电池寿命衰减机理的研究很多，导致锂离子电池寿命衰减的因素包括正极材料与电解液之间的反应、电解液与负极材料之间的反应，以及电解液箔材之间的反应，电池内部反复的充放电活动导致活性物质结构发生变化或脱落，因此采用不同的负极材料对应的二次电池使用寿命也不同。因此，如何快速准确地预测锂离子电池循环冲放电的性能，判断电池成品的使用寿命成为目前业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单快速判断锂离子电池循环性能的方法。

实现所述目的的技术方案是：一种判断锂离子电池循环性能的方法，包括以下步骤：检测并获取锂离子电池负极材料的物理性能指标；由物理性能指标确定负极材料的层间距；建立层间距与锂离子电池冲放循环次数之间的测算关系。

该测算关系为：Y＝1206.6*X2-808.63*X+136.35，其中，X代表层间距，Y代表锂离子电池冲放循环次数预测值。

优选的，该物理性能指标为射线衍射(XRD)测试获得的晶胞参数。

采用射线衍射(XRD)测试的层间距计算公式为：

D1＝0.89λ/(B cos θ)，其中，λ为X射线的波长，B为衍射峰的半高宽，θ为衍射角)

或者，该物理性能指标为射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、扫描电子显微镜(SEM)的一种或几种测试获得的晶胞参数。

不同的晶系，层间距计算公式不同，具体如下：

对于立方晶系的负极材料，层间距的计算公式为：

d²＝a/(h²+k²+l²)。

对于正方晶系的负极材料，层间距的计算公式为：

1/d²＝(h²+k²)/a²+l²/c²。

对于六方晶系的负极材料，层间距的计算公式为：

1/d²＝4(h²+k²+hk)/3a²+l²/c²。

对于正交晶系的负极材料，层间距的计算公式为：

1/d²＝h²/a²+k²/b²+l²/c²。

对于三方晶系的负极材料，层间距的计算公式为：

1/d²＝4(h²+k²+hk)/3a²+l²/c²。

对于单斜晶系的负极材料，层间距的计算公式为：