[发明专利]一种锂离子电池性能衰减的分析方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池性能衰减的分析方法，包括将循环老化后的锂离子全电池放电至0％SOC并进行拆解；取出正负极片并进行清洗；对正负极片进行干燥处理；使用处理过的正负极片组装扣式半电池；电池组装结束后进行处理并放置于声波发生器内；在电极嵌锂过程使用超声波并对电池进行测试。上述技术方案通过增加间歇超声波处理法抑制扣式半电池的不均匀性，在不影响电池性能的前提下，降低了电池中的过电势，得到近乎零过电势的真实电化学信息，提高了其测量分辨率和结果准确性，为锂离子单体电池失效机制分析提供了有效的技术支撑。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池性能衰减的分析方法。

背景技术

有资料显示，锂离子单体电池的性能衰退对锂离子电池系统的可靠性和安全性具有重要影响，这决定了其在电动汽车和电能储存领域中的可行性，阐释锂离子电池具体衰退机理在今天仍然是非常具有挑战性的，因为有效可靠、便于操作的诊断方式还存在精准度低和成本高的问题。其中，利用电池拆解后重新组装的扣式半电池测量正负极片的剩余容量，阻抗等，是分析锂离子电池正负极片电化学性能衰退最广泛的方法之一。

目前使用的常规扣式电池以锂片为对电极，其导电性较低，且在组装过程中接触压力不均衡等容易引起电流分布不均匀，产生过电势，从而影响电池容量和内阻等测量，产生隐藏的实验误差，使得正负极片数据不能等同于商品锂离子全电池，降低分辨率，也导致后续建立的失效模型失真，不利于锂离子电池性能衰减机理最终确认和未来性能的准确预估。因此有必要优化锂离子扣式半电池的化学环境，降低测量误差。

中国专利文献CN110534744A公开了一种“锂离子电池负极材料及其制备方法、锂离子电池负极极片和扣式电池”。采用了包括如下步骤：将石墨烯粉末与水超声混合；加入铁源前驱体并超声混合，使得Fe3+在石墨烯片层的两面自组装并附着；再次加入石墨烯粉末混合，使得再次加入的石墨烯在自组装；经离心脱水处理后获得材料进行热处理即获得所述锂离子电池负极材料。上述技术方案未解决电池的不均匀性，使得电池中的过电势依然影响电池信息的测量，从而导致制作出的电池不够精确。

发明内容

本发明主要解决原有的电池内部电流分布不均匀，测量扣式电池容量和电压存在误差的技术问题，提供一种锂离子电池性能衰减的分析方法，通过增加间歇超声波处理法抑制扣式半电池的不均匀性，在不影响电池性能的前提下，降低了电池中的过电势，得到近乎零过电势的真实电化学信息，提高了其测量分辨率和结果准确性，为锂离子单体电池失效机制分析提供了有效的技术支撑。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括以下步骤：

①将循环老化后的锂离子全电池放电至0％SOC并进行拆解；本技术方案中锂离子动力全电池可以是市场上的任何一种类型，包括圆柱、软包、金属壳和或塑壳方形，循环老化后是经过不同工况循环直到容量保持率将至初始容量的80％。

②取出正负极片并进行清洗；

③对正负极片进行干燥处理；

④使用处理过的正负极片组装扣式半电池；

⑤电池组装结束后进行处理并放置于声波发生器内；

⑥在电极嵌锂过程使用超声波并对电池进行测试。频率超过20KHZ的超声波可以增强液体混合，也可以通过多层材料传递，因此将扣电池进入液体电解液时，超声波可以通过电解液传导至电池，声波能量可以增强扣式半电池中的对流。

作为优选，所述的步骤1中拆解的具体方式为，在常温下将锂离子全电池放置于的手套箱内，并在手套箱内填充氩气进行拆解。在填充惰性气体氩气的手套箱中拆解锂离子全电池，避免空气中氧气、水蒸气、灰尘等物质对拆解出的部件造成影响。