[发明专利]一种锂离子电池正极材料电活性的评价方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池正极材料电活性的评价方法，通过获取正极多元复合材料其表面形貌信息，测定正极多元复合材料一次晶粒标尺D1，二次晶粒标尺D2，激光粒度分布平均粒径PSD_D50，计算出材料单晶度团聚度实现快速评价锂离子电池正极材料的电活性，可初步获得锂离子电池正极材料充放电性能、倍率性能、存储性能的规律。本发明不必将锂离子电池正极材料制备成电池即可快速地、初步评价其电活性；测试周期短，效率高，能够节省超过90％的测试时间；成本低，操作过程简单，适合研究机构、工业上对产品进行快速评价，对于改善锂离子电池正极材料的性能具有重要的指导作用。

技术领域

本发明涉及一种评价锂离子电池正极材料性能的方法，尤其涉及一种锂离子电池正极多元复合材料电活性的评价方法。

背景技术

锂离子电池由于能量密度高、续航能力优秀、便携性好、绿色环保等优势，被广泛应用于数码移动设备、新能源汽车电池、储能电源等设备上。近年来，受政策补贴和市场需求等利好因素的支持，新能源汽车市场得到了蓬勃发展，动力型锂离子电池的需求也快速增长。高速发展的市场需求也促使锂离子电池正极往高充放电容量、高倍率性能和较好的高温存储性能这些方向发展，目前主要用的是高容量的正极材料选择是层状的多元复合材料，常见的有镍钴锰三元材料或镍钴铝三元材料。

为了满足市场需求，需要对锂离子电池正极材料进行改性来提高其充放电容量、倍率性能和存储性能，但改性后的材料需要做成成品电池，如扣式电池、圆柱电池、软包电池等，需要经过长时间测试，成本高，周期长，因此开发过程十分需要一种能快速评价电池正极材料电活性性能的方法。

中国专利CN107565098A提供了一种快速评价锂离子电池正极材料稳定性方法，通过装配电池进行小循环测试，清洗极片上的残留离子，测试离子浓度，来快速评价材料稳定性。该方法需要将正极材料制作成成品电池，制作周期较长，并且在测试过程中需要使用有机溶剂，成本较高且会造成环境污染，不适合工业上快速检测。

中国专利CN107768708A提供了锂电池石墨负极材料循环性能的评价方法，利用电化学阻抗谱、全电池三电极测试及基于容量增量的dQ/dV-V曲线，结合局部SOC循环方法，实现快速评价石墨负极材料的循环性能。该方法需要将正极材料制作成成品电池，制作周期长，并且分析电化学阻抗谱技术门槛较高，需要专业技术人员培训后才能在工业检测中推广，需要耗费较多人力成本，不适合工业上快速检测。

中国专利CN107706387A中复合负极材料的粒度分布团聚度大于2.0时，粉体中含有大量微粉和大颗粒，在极片制作时有沉降现象，电池制作合格率低，同时材料容量挥发低，首效低，电池的倍率充电和循环性能差。该专利只体现了粒度分离度差，有导致电池性能下降的可能。

中国专利CN110411913A公开了一种锂离子电池隔膜涂层用浆料性能评价方法，包括对浆料进行粒度测试，以评价浆料的分散性。浆料的分散性能好，有利于涂层均匀性的提高。浆料的分散性评价锂离子电池隔膜涂层用浆料的电性能。该方法仍需将材料进行调浆处理，评价过程较为繁琐，不适用于工业上大批量快速检测。

针对以上情况，本发明结合微观尺度下粒子尺寸越小则锂离子传输速率越高、宏观表现出来的电导率越高、内阻越小等科学原理，量取锂离子电池正极材料在微观成像中的一次粒子直径D1、二次粒子直径D2，通过结合激光粒度数据 PSD_D50，计算出材料单晶度α、团聚度β，用以快速地、定量地评价锂离子电池正极材料的电活性，可以降低目前检测成本，缩短检测时间，并在工业生产中推广，有重要意义。研究机构、工业上对产品进行快速评价，对于改善锂离子电池正极材料的性能具有更高效的指导作用。

发明内容

本发明目的在于克服上述存在的问题，提供一种锂离子电池正极材料电活性的评价方法，相对现有方法具有更短的测试时间，更低的测试成本，更简易的操作，即可快速、定量评价锂离子电池正极材料的电活性。