[发明专利]一种锂离子电池失效的系统分析方法

权利要求书

1.一种锂离子电池失效的系统分析方法，其特征在于，包括步骤：

步骤一：统计失效的电池的运行数据，利用电池性能随循环周数或者搁置时间变化曲线的不同斜率，确定电池性能衰减的不同阶段；所述电池的失效为循环失效和搁置失效的至少一种；

步骤二：利用非破坏性电池分析方法确定电池性能衰减的主要原因；

步骤三：将电池性能衰减不同阶段的节点电池进行拆解；

步骤四：将拆解电池的各个组件进行电化学分析；

步骤五：将拆解电池的各个组件进行物理化学分析，确定各阶段电池性能衰减的原因，进而提出电池失效的根本原因。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池失效的系统分析方法，其特征在于，所述性能为容量、能量和功率中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池失效的系统分析方法，其特征在于，步骤二中所述非破坏性电池分析方法为增量容量曲线分析、微分电压曲线分析、循环伏安曲线分析和电化学阻抗谱分析中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池失效的系统分析方法，其特征在于，步骤三中所述拆解为电池外包装打开，分离组件，对组件的清洗和干燥过程；所述组件为正极极片、负极极片、电解液和隔膜中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池失效的系统分析方法，其特征在于，步骤四中所述电化学分析的方法为充放电曲线分析、增量电容曲线分析、电化学阻抗谱分析方法中的至少一种；充放电曲线分析中，正极极片先进行放电，负极极片先进行充电，然后再进行正常的充放电循环反应。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池失效的系统分析方法，其特征在于，将拆解电池的一个组件与新制的其他电池组件组成测试电池，进行电化学测试，比较同一衰减阶段的组件的电化学性能，从而确定导致衰减的主要组件和/或主要衰减阶段。

7.根据权利要求1～6任一项所述的锂离子电池失效的系统分析方法，其特征在于，步骤五中所述物理化学分析为利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线能量色散谱、X射线衍射图谱、X射线光电子能谱、傅里叶红外变换光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱、压汞孔隙率测量法、气相色谱质谱分析法和核磁共振谱中的至少一种方法进行分析。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池失效的系统分析方法，其特征在于，通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、压汞孔隙率测量法中的一种或多种，观察不同衰减阶段组件上的孔隙大小，确定组件被固体电解质界面膜堵塞的程度。

9.根据权利要求7所述的锂离子电池失效的系统分析方法，其特征在于，用傅里叶红外变换光谱研究组件，若傅里叶红外变换光谱中固体电解质界面膜对应的特征峰强度增加，则表明固体电解质界面膜是逐渐增厚的；若傅里叶红外变换光谱中对应电极材料的特征峰增强，则说明电极有破损。

10.根据权利要求1所述的锂离子电池失效的系统分析方法，其特征在于，分析锂离子电池失效的系统分析方法为：通过结合非破坏性电池分析方法和电池拆解后电化学和物理化学分析的方法，确定各个阶段电池性能衰减的原因，进而提出电池失效的根本原因。