[发明专利]一种四电极电池及其制备方法及在验证电池腐蚀机理方面的应用

说明书

一种四电极电池及其制备方法及在验证软包锂离子电池腐蚀机理方面的应用，属于电化学领域，具体方案如下：一种四电极电池，包括膜壳和置于膜壳内的电芯，所述电芯包括正极、负极、位于正极和负极之间的隔膜Ⅰ、设置在正极上的正极极耳和设置在负极上的负极极耳，四电极电池还包括第三电极和第四电极，第三电极和第四电极均密封在膜壳的内部且第三电极、第四电极、正极和负极两两之间相互绝缘设置。分别测量四电极电池的正极与第三电极之间的电压、负极与第三电极之间的电压、第四电极与第三电极之间的电压、负极与第四电极之间的电压，连通电池负极与第四电极进行放电来模拟电池膜壳腐蚀过程，通过动态对比各电极电位变化探索腐蚀发生条件。

技术领域

本发明属于电化学领域，具体涉及一种四电极电池及其制备方法及在验证软包锂离子电池腐蚀机理方面的应用。

背景技术

锂离子电池具有开路电压高、循环寿命长、能量密度大和无记忆效应等特点，因其独特的优点，其市场需求近年来不断扩大，其中以铝塑膜为包装的软包电池更受青睐；相比其他包装电池，软包锂离子电池外形可设计性更强，安全性更好，同时具有更高的能量密度，其被广泛应用于3C消费类电子产品中。然而，软包电池在充电后的储存及使用过程中可能会发生铝塑膜腐蚀，导致电池气胀、失效，极大地影响了产品质量和用户体验。

通过分析铝塑膜腐蚀原因，探讨导致铝塑膜腐蚀的机制和发生条件，对防止铝塑膜的腐蚀，抑制锂离子电池气胀失效，提高电池安全性有重要的意义。目前业界对软包锂离子电池腐蚀的研究主要是通过组装纽扣电池以及短接正常电芯负极与铝塑膜等方法，然而类似的方法在探究和模拟真实电芯的腐蚀过程时均有不足；纽扣电池虽然可以探究嵌锂电位但结构过于简单理想，无法模拟真实的腐蚀过程，而短接正常电芯负极与铝塑膜等方法只能从现象确认是否发生腐蚀却不能动态地从电极电位的变化上探索腐蚀发生条件。因此在研究锂电池腐蚀过程时需要一种既能模拟真实腐蚀过程又能动态地反应电位变化的新方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有研究中不能有效的探究软包锂离子电芯腐蚀机理的问题，本发明提供一种既能模拟软包锂离子电芯的真实腐蚀过程又能动态的反应电位变化的四电极电池。

本发明的第二个目的是提供所述的四电极电池的制备方法。

本发明的第三个目的是提供了所述的四电极电池在验证软包锂离子电池腐蚀机理方面的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种四电极电池，包括膜壳和置于膜壳内的电芯，所述电芯包括正极、负极、位于正极和负极之间的隔膜Ⅰ、设置在正极上的正极极耳和设置在负极上的负极极耳，所述四电极电池还包括第三电极和第四电极，所述第三电极和第四电极均密封在膜壳的内部，且第三电极、第四电极、正极和负极两两之间相互绝缘设置。

一种所述的四电极电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将电芯放入膜壳中；

步骤二：将膜壳的顶端封边，放入75-85℃真空烘烤至电芯的水分≤150ppm；

步骤三：将所述第三电极和第四电极均密封在膜壳的内部，膜壳留有气袋一侧的开口，所述第三电极、第四电极、正极和负极两两之间不相接触；

步骤四：对步骤三密封后的电池进行注液，对电池气袋边缘封口；

步骤五：将步骤四气袋封口后的电池进行陈化和化成，然后对化成的电池进行二封工艺；即制得所述四电极电池。

一种所述的四电极电池在验证电池腐蚀机理方面的应用，分别测量所述四电极电池的正极与第三电极之间的电压、负极与第三电极之间的电压、第四电极与第三电极之间的电压、负极与第四电极之间的电压，连通电池负极与第四电极进行放电来模拟电池膜壳腐蚀过程，通过动态对比各电极电位变化探索腐蚀发生条件。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：