[发明专利]一种磷酸铁锂电池循环寿命的快速判定方法

说明书

本发明提供了一种磷酸铁锂电池循环寿命的快速判定方法，通过4种方法测试的LiFePO₄正极材料的快速复合检测指标，用于快速评估LiFePO₄正极材料的循环寿命。其复合检测指标分别为Fe³⁺及Fe²⁺含量指标，溶铁速率指标，洁净度指标和有效添加剂指标，并通过复合影响因子将四种判定指标加权，以判定LiFePO₄正极材料的循环寿命。本发明检测方法，高效简便，可以节省电池制作中的大量原料成本，加工成本与长周期成本，并节省循环测试中需要的大量人力物力。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体地，涉及一种磷酸铁锂电池循环寿命的快速判定方法。

背景技术

目前锂离子电池的使用寿命判定，一般需要对电池进行长时间的循环测试。期间不仅容易受到测试条件，环境改变，突发失效等条件变化的影响，并且需要耗费巨大的人力物力进行长期测试。因此，有一种可以快速简便并有效判定磷酸铁锂电池循环寿命的方法至关重要。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种磷酸铁锂电池循环寿命的快速判定方法。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

本发明的第一方面提供一种磷酸铁锂电池循环寿命的快速判定方法，包括以下步骤：

测定Fe³⁺及Fe²⁺含量指标：采用分光光度法测定材料中的Fe³⁺含量和Fe²⁺含量。将LiFePO₄正极材料与HCl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；

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；

测定洁净度指标：对LiFePO₄正极材料进行磁棒富集，然后使用洁净度仪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；

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，已判定有效添加剂对LiFePO₄正极材料的影响；

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；当只有4种指标中的1-3种指标时，不含有的指标常数影响因子取0值。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。

优选地，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，过滤后的混合液在分光光度计的吸收波长（510nm）处可测定其不同浓度的吸光度，以此测定C_Fe²⁺。