[发明专利]基于三电极体系的商用锂离子电池电极退化分析方法

权利要求书

1.基于三电极体系的商用锂离子电池电极退化分析方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

步骤1、基于商用三电极装置，分别选取正、负极商用电极材料，制作三电极电池；

步骤2、对三电极电池进行循环性能测试，并在每一次循环放电后，进行电化学阻抗谱测试，测试过程中在线同步监测三电极电池正、负极电压及阻抗；

步骤3、构建电池电压、负极电压和电池容量之间的关系模型，根据电池电压间接获取锂沉积发生时间；

步骤4、计算电池和每个电极阻抗之间的相关系数，确定电极阻抗特征频率，通过监测特征频率下的电池阻抗，表征电极阻抗的变化趋势。

2.如权利要求1所述的基于三电极体系的商用锂离子电池电极退化分析方法，其特征在于，所述步骤1中，在组装三电极电池时，使用商用LiFePO₄电极作为正极材料，商用石墨电极作为负极材料，锂金属作为参比电极，聚丙烯薄膜作为隔膜，EC∶DMC(体积比为1∶1)作为电解液。

3.如权利要求1所述的基于三电极体系的商用锂离子电池电极退化分析方法，其特征在于，所述步骤2中，使用Arbin BT 2000电池测试仪对三电极电池进行循环性能测试，循环测试流程为采用1mA恒流电流对电池进行充电至3.6V，然后继续采用恒压充电直至电流降至0.1mA，静置1小时后，采用1mA对电池进行放电直至电池电压降至2.5V，每一次循环放电后，静置1小时，使用德国Zahner公司的IM6电化学工作站进行电池和电极电化学阻抗谱测试，扫描频率范围为1MHz至0.01Hz，电压幅度为10mV。

4.如权利要求1所述的基于三电极体系的商用锂离子电池电极退化分析方法，其特征在于，所述步骤3中构建电池电压、负极电压和电池容量之间的关系模型的具体方法为：基于每个循环周期充电过程中，电池及对应的电极电压曲线，获取负极电压降至0V时对应的电池电压，即负极开始发生锂沉积时对应的电池电压，从而建立锂沉积开始时刻与电池电压、电池容量的关系，基于上述关系模型，即可根据电池电压间接分析负极锂沉积发生时间。

5.如权利要求1所述的基于三电极体系的商用锂离子电池电极退化分析方法，其特征在于，所述步骤4中计算电池和每个电极阻抗之间的相关系数，确定电池阻抗特征频率的具体步骤如下：

步骤4.1、获取每个扫描频率下，不同循环周期的正极阻抗幅值序列其中N为总循环周期数，负极阻抗幅值序列及电池阻抗幅值序列分别计算每个扫描频率下，正极与电池、负极与电池阻抗幅值的Pearson相关系数；

步骤4.2、选取正极与电池相关系数最高对应的扫描频率记为f_c，选取负极与电池相关系数最高对应的扫描频率记为f_a，在商用电池测试中，采用扫描频率f_c下的电池阻抗幅值，分析电池正极的阻抗变化规律，采用扫描频率f_a下的电池阻抗幅值，表示电池负极阻抗变化规律。