[发明专利]磷酸铁锂电池正负极实际容量配比及化成情况的评测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池生产制造技术，特别是磷酸铁锂电池正负极材料容量配比与化成程度的评测方法。

背景技术

目前，磷酸铁锂锂离子二次电池以其优良的充放电特性、高安全性以及稳定循环性能，在矿灯、小型动力装置、混合动力汽车、纯电动大巴等领域具有广泛应用。但该种电池正极材料与以往锂离子二次电池正极材料电化学性能、物理性能等差异较大，加之未完全市场化，不同生产厂家因自身设备条件、工艺水平差异，在该电池不同容量设计生产中，设计容量与实际容量相差较大，电池正负极材料实际容量配比难以评测，且对电池化成程度不能正确判断，电化学上原因分析困难复杂，重复实验，致使磷酸铁锂电池研发成本增加，生产周期延长，不利于工业生产。

发明内容

为了克服对磷酸铁锂电池正负极材料实际容量配比情况以及电池化成程度评测困难复杂的不足，本发明方法通过对成品磷酸铁锂电池稳态充电电量微分曲线上各个峰值之间相对位置关系以及特定峰值下充电容量比例的精确确定，可以准确评测正负极材料实际发挥容量配比情况与电池化成程度，提供一种简单的、直观的评测电池正负极材料实际容量配比的方法，可以更好分析正负极材料容量发挥情况与电池化成程度，节约成本，缩短生产周期。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

确定稳态充电微分电量曲线：对磷酸铁锂电池进行包括首次充放电在内的多次充放电测试取得容量电压测试数据，测试方案为：恒流充电阶段，电流范围为0.05C~1C；恒压充电阶段，电压范围为3.65V~3.8V，恒压至0.01C；恒流放电阶段，电流范围为0.05C~1C，电压下限为2.5V；以上述每个循环恒流充电过程数据分别作微分电量曲线，并计算充电完成时相对应充电容量C；计算上述每条微分电量曲线上峰值1处相对应充电容量C1；计算上述每条曲线C1/C值；当上述相邻两条充电电量微分曲线C1/C值相同时，则把该条充电电量微分曲线作为稳态充电电量微分曲线；

确定稳态充电微分电量曲线上特定峰值相对位置关系：以上述技术方案确定已知正负极实际容量配比的正常电池稳态充电微分电量曲线，作为标准参考曲线；以上述技术方案确定相同正负极设计容量配比实验电池的稳态充电微分电量曲线，作为分析曲线；分别计算参考曲线与分析曲线上峰值2、1处位置之差ΔU_参考、ΔU_分析。

所述的ΔU_参考、ΔU_分析，当ΔU_分析＞ΔU_参考时，分析曲线正负极容量配比大于参考曲线正负极容量配比；当ΔU_分析＜ΔU_参考时，分析曲线正负极容量配比小于参考曲线正负极容量配比；ΔU_分析＝ΔU_参考时，分析曲线正负极容量配比等于参考曲线正负极容量配比。根据配比情况，确定试验电池正负极材料容量相对发挥情况。

所述的充电微分电量曲线C1/C比值，当相邻两条充电微分电量曲线C1/C值相同时，实验电池化成完全，反之，实验电池则未完全化成。

本发明的优点在于：

1、电池充电测试数据取得简单、可靠，充电微分电量曲线计算绘制简单，曲线上所测峰值相对位置关系确定精确，便于正负极材料容量发挥情况分析，减少重复实验，降低研发成本，缩短生产周期。

2、微分电量曲线C1/C比值精确，方法简单，直观反映电池化成过程中副反应发生情况，准确判断化成程度，指导生产工艺制定，节约成本。

附图说明

图1是本发明中磷酸铁锂电池稳态充电微分电量标准参考曲线示意图；

图2是本发明中磷酸铁锂实验电池稳态充电微分电量分析曲线示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明方法进一步详细说明：

图1为容量为4Ah磷酸铁锂电池稳态充电微分电量曲线，充电电流为恒流1C倍率，此时相邻两条充电微分电量曲线C1/C值相同，峰值1之前曲线与横坐标所围面积为C1＝600mAh，整个充电容量C＝4506mAh，计算C1/C＝13％，已知该电池正负极容量配比为0.85，峰值2、1相对位置关系ΔU_参考＝89.6mV。