[发明专利]一种用于预测锂电池生命周期的方法

权利要求书

1.一种用于预测锂电池生命周期的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）对某种型号规格的锂动力电池，在进行指定次数的循环后，进行电性能检测；

（2）对步骤（1）中经过电性能检测的电池，进行拆解，获得电池的正极材料、负极材料、隔膜和电解液中的一种或多种；

（3）对步骤（2）中获得的正极材料、负极材料、隔膜和电解液中的一种或多种进行材料学检测和/或分析化学检测；

（4）建立关于锂动力电池电性能指标与循环次数之间的对应关系的标准数据库、材料学参数和/或分析化学参数与循环次数之间对应关系的标准数据库；

（5）取该型号规格的待测锂动力电池，进行电性能检测，然后进行拆解，获得锂动力电池的正极材料、负极材料、隔膜和电解液中的一种或多种；

（6）对步骤（5）中获得的正极材料、负极材料、隔膜和电解液中的一种或多种进行材料学和/或分析化学检测，获得材料学指标和/或分析化学指标参数；

（7）将步骤（6）中获得的材料学指标和/或分析化学指标参数与步骤（4）中建立的标准数据库进行比对，判断锂动力电池已经使用的循环次数，预估剩余的循环次数。

2.根据权利要求1所述的用于预测锂电池生命周期的方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（5）中电性能检测包括电池的放电容量、放电平台电压、内阻、能量、循环效率、电压下降、容量保留率中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的用于预测锂电池生命周期的方法，所述材料学检测包括对各个部件的结构参数进行检测表征，所述结构参数包括表面形貌、厚度、体积、质量、孔隙率、晶体结构、粒度、晶体参数、取向结构中的一种或多种；所述分析化学参数包括化学组分种类、化学组分含量、元素化合态、元素含量、各价态元素比例中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的用于预测锂电池生命周期的方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（6）中，对正极材料进行材料学检测和/或分析化学检测包括对电池正极材料进行：X射线衍射检测，分析正极材料晶体结构中，单位面积/体积中晶格常数发生变化的材料的比例、单位面积/体积中晶胞体积发生变化的材料的比例、晶粒平均粒径中的一种或多种随循环次数增加的变化规律；和/或X射线光电子能谱分析检测，分析各元素处于不同化合态的比例随循环次数增加的变化规律；和/或电感耦合等离子发射光谱仪检测，分析正极材料中各元素含量随循环次数增加的变化规律；和/或正极导电性能测定，分析正极片导电性能随循环次数增加的变化规律；和/或正极粉末粒度测定，分析正极材料粒径随循环次数增加的变化规律。

5.根据权利要求1所述的用于预测锂电池生命周期的方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（6）中，对负极材料进行材料学检测和/或分析化学检测包括对电池负极材料进行：厚度测试，分析负极片厚度随循环次数增加的变化规律；和/或X射线衍射检测，分析负极材料晶体结构中，单位面积/体积中晶格常数发生变化的材料的比例、单位面积/体积中晶胞体积发生变化的材料的比例、晶粒平均粒径中的一种或多种随循环次数增加的变化规律；和/或X射线光电子能谱分析检测，分析负极表面固体电解质界面膜成分及负极材料中各元素化合态随循环次数增加的变化规律；和/或电感耦合等离子发射光谱仪检测，分析负极固体电解质界面膜及负极材料中各元素含量随循环次数增加的变化规律。

6.根据权利要求1所述的用于预测锂电池生命周期的方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（6）中，对隔膜进行材料学检测和/或分析化学检测包括对电池隔膜进行重量和/或孔隙率测定，分析隔膜重量和/或孔隙率随循环次数增加的变化规律。

7.根据权利要求1中所述的用于预测锂电池生命周期的方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（6）中，对电解液进行材料学检测和/或分析化学检测包括对电解液进行：液相色谱-质谱联用检测，分析电解液中电解质盐含量随循环次数增加的变化规律；和/或电感耦合等离子发射光谱仪检测，分析电解液中所含元素的含量，并进一步分析电解液中溶解的负极活性物质和/或正极活性物质含量随循环次数增加的变化规律。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于预测锂电池生命周期的方法，其特征在于，步骤（5）中对待测锂动力电池进行拆解前还包括初步分级的步骤，即取若干待测锂动力电池，进行电性能检测，根据电性能检测结果进行初步分级。