[发明专利]一种三元锂离子电池正极极片分析方法

说明书

本发明涉及一种三元锂离子电池正极极片的分析方法，包括使用酸液将极片溶解、过滤，然后对滤液进行ICP测试，对滤渣进行热重分析测试的步骤。本发明提供的三元锂离子电池正极极片的成分解析方法，结合ICP，TG等方法，解析了正极极片的集流体及涂层参数，具有取样少，操作简单，能够有效且准确地获得极片参数，在锂离子电池的极片验证、对标、仿真参数解析工作中具有重要意义。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种三元锂离子电池正极极片分析方法。

背景技术

随着世界各国关于节能减排规定的日益严苛，新能源汽车市场快速发展，锂离子电池作为新能源汽车的动力源，相关技术和产品近年来取得了突破性的成绩。锂离子电池由正极极片、负极极片、隔膜及电解液四个关键部分组成，正负极极片是锂离子发生反应并存储的场所，电解液是锂离子传输的媒介，隔膜起传输锂离子、阻隔电子防止正负极短路的作用。正负极极片通常是由活性物质、导电剂、粘结剂混合后涂覆在集流体(正极通常使用铝箔，负极通常使用铜箔)上。集流体起连接外电路的作用，其厚度对于电池外电路电流传导、充放电过程的温度变化等有显著的影响；正极极片中的活性物质是锂离子的来源，其所占质量分数越高，电池的容量及比能量越高，对于三元正极材料，其镍含量越高，电池容量越高；导电剂通常为碳材料，在活性物质颗粒之间进行电子传输，提高含量能够提升电极内部的电子传输速率，但是含量过高会降低电池的比能量，并且可能在匀浆过程中发生团聚现象，在电极中分布不均匀；正极极片通常采用聚偏氟乙烯(PVDF)作为粘结剂，含量低会导致活性物质、导电剂及集流体之间的粘结力低，极片容易发生掉粉、破碎等现象，另外，由于没有导电性，粘结剂含量过高会提高电池的内阻，降低电池的电化学性能。

作为锂离子电池关键的组成部分，正极极片的组成参数对于电池的容量、能量、功率、寿命等特性具有决定性的影响。在电池仿真实验中，极片的各项参数是必须的输入项，明确极片的各项参数非常重要。另外，在电池对标环节，极片的设计是核心内容。目前，关于正极极片的制备与工艺改进有了很多相关的专利与文献，然而，关于未知正极极片的参数解析没有统一的测试方法或标准。

通常情况下，解析正极极片时，铝箔厚度是通过将涂料刮去，使用千分尺测试箔材厚度；活性物质、粘结剂、导电剂的质量分数是通过溶剂洗涤、过滤或离心等操作将各个组分分离测试的。这些方法不仅操作复杂，而且由于精度测试低，不能测试到准确的结果。

CN201410530716公开了一种镍钴锰三元材料的三元素测定方法，通过用EDTA滴定法测定镍、钴、锰三元素的离子总量，之后取样于氯化铵与氨的碱性介质中，形成镍氨络合物，再用双氧水氧化钴并与氨形成三价钴氨络合物，生成二氧化锰沉淀，过滤后对滤液以紫脲酸铵为指示剂用EDTA进行滴定，测定镍的含量；滴定后的溶液加热生产氢氧化钴沉淀，用酸溶解后用EDTA滴定测定钴的含量。根据各步骤消耗的EDTA体积、浓度及样品质量计算出三种元素各自的含量。

CN201611146766公开了一种检测三元材料或三元前驱体重镍钴锰含量的方法，采用络合法滴定获得镍钴锰的总量，采用氧化还原滴定法获得锰的摩尔量以及采用电位滴定法获得钴和锰的总摩尔量。

上述方法主要集中在对于活性物质或其前驱体的元素含量检测上，但是滴定操作复杂，所需试剂多，耗时长。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种三元锂离子电池正极极片分析方法。

本发明的目的在于提供一种三元锂离子电池正极极片的分析方法，包括使用酸液将极片溶解、过滤，然后对滤液进行ICP测试，对滤渣进行热重分析测试的步骤。

根据本发明的一些优选实施方式，包括以下步骤：

步骤1)，将正极极片裁切成圆片形的极片；

步骤2)，测试所述极片的厚度；

步骤3)，使用酸液将极片溶解、过滤；