[发明专利]一种磷酸铁锂电池循环寿命的快速判定方法

权利要求书

1.一种磷酸铁锂电池循环寿命的快速判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

测定Fe³⁺及Fe²⁺含量指标：将LiFePO₄正极材料与酸性溶液混合，检测溶液中的铁元素含量浓度C_Fe³⁺和C_Fe²⁺，以判定正极材料中的三价铁和二价铁的含量，三价铁含量增大，容量保持率降低，而且对循环寿命的衰减幅度符合线性关系；

测定溶铁速率指标：将LiFePO₄正极材料与强酸性溶液混合，反应 1-180min后，检测溶液中的铁元素含量浓度M_Fe，从而测定混合反应不同时间段下的溶铁量，以判定正极材料中的Fe溶出速率，溶铁量越大，容量保持率越低，而且对循环寿命的衰减幅度符合线性关系；

测定洁净度指标：对LiFePO₄正极材料进行磁棒富集，然后测试磁棒上的富集材料，判定LiFePO₄正极材料中所含有的铁单质和其他磁性杂质材料的含量百分比Q_im/Q_all；所述其他磁性杂质材料包括Ni，Mn，Al，杂质量越大，即材料洁净度越差，容量保持率越低，而且对循环寿命的衰减幅度符合线性关系；其中，Q_im表示吸附在磁力棒上被提取的铁单质和其他磁性杂质材料颗粒的个数；Q_all表示吸附在磁力棒上被提取的所有颗粒个数；

测定有效添加剂指标：计算电芯电解液中的有效添加剂含量对LiFePO₄正极材料的比值m_add/m_Fe，以判定有效添加剂对LiFePO₄正极材料的影响，其中，m_add表示电解液中所含有效添加剂的质量，m_Fe表示电芯中的LiFePO₄材料的质量；有效添加剂使用比例越小，容量保持率越低，而且对循环寿命的衰减幅度符合线性关系；有效添加剂为碳酸亚乙烯酯，氟代碳酸乙烯酯，硫酸乙烯酯，甲基二磺酸亚甲酯4种有效添加剂的总含量；

将以上四种判定指标加权获得最后的判定数值F：

其中，常数影响因子a=0.1407~0.1431；b=-0.0511 ~ -0.0349；c=0.4632~0.4697；d=-0.0098~-0.0092，e=0.0904~0.0982；f=-3.5811~-2.0957；g=0.2466~0.2481；h=14.222~15.746；循环寿命影响因子F表示对比正常循环电芯的预测衰减百分比；具有4种指标复合变量因素的电池循环衰减明显增大，具有不同单变量影响衰减的加权效果。

2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池循环寿命的快速判定方法，其特征在于，测定Fe²⁺含量的具体方法是，LiFePO₄正极材料与HCl溶液混合，加入1,10-菲啰啉，在PH=2~9时，Fe²⁺与1,10-菲啰啉生成橙红色络合物，测定过滤后的混合液在510nm处的吸光度，以此测定C_Fe²⁺。

3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池循环寿命的快速判定方法，其特征在于，测定Fe³⁺含量的具体方法是，LiFePO₄正极材料与HCl溶液混合，加入抗坏血酸将溶液中的Fe³⁺全部还原成Fe²⁺，然后加入1,10-菲啰啉，测定过滤后的混合液在510nm处的吸光度，计算得到全铁含量，LiFePO₄正极材料中Fe³⁺含量等于全铁含量减去未加入抗坏血酸时测定的Fe²⁺含量。