一种软包装锂离子二次电池性能评估方法

摘要

本发明涉及一种软包装锂离子二次电池性能评估方法，步骤是，制作一个三电极电芯，该三电极电芯包括与极组连接的正极与负极和通过隔膜与极组隔离开的参比电极；对三电极电芯分化成前、中、后三阶段进行电化学阻抗谱测试，每阶段通过连接正极与负极、正极与参比电极及负极与参比电极，分别测试电芯整体、正极与负极电化学阻抗图谱：电化学性能测试前后，按上述电极连接方式连接电极，得到电化学性能测试前后电芯整体、正极与负极电化学阻抗图谱；分析化成前、中、后阶段及电化学性能测试前后电化学阻抗图谱，建立制作过程图谱数据与电化学性能的关系模型。本发明可实现快速高效的评估、筛选、优化新工艺新体系。

权利要求

1.一种软包装锂离子二次电池性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：制作一个三电极电芯，该三电极电芯包括与极组连接的正极与负极和通过隔膜与极组相隔离开的参比电极；

对上述三电极电芯分化成前、化成中及化成后三个阶段进行电化学阻抗谱测试，每一阶段通过连接正极与负极、正极与参比电极及负极与参比电极以分别测试电芯整体、正极与负极的电化学阻抗图谱：对完成的电芯进行电化学性能测试，在电化学性能测试前后，按上述每一阶段电极连接方式连接电极，得到电化学性能测试前后的电芯整体、正极与负极的电化学阻抗图谱；

分析化成前、中、后各阶段及电化学性能测试前后的电化学阻抗图谱，建立制作过程图谱数据与电化学性能的关系模型。

2.根据权利要求1所述软包装锂离子二次电池性能评估方法，其特征在于，该参比电极包括镍极耳以及将镍极耳的由隔膜与极组隔开部分包裹的金属锂箔。

说明书

一种软包装锂离子二次电池性能评估方法

技术领域

[0001] 本发明属于电池性能评估技术领域，具体涉及一种软包装锂离子二次电池性能评估方法。

背景技术

[0002] 锂离子二次电池是由正极、负极、电解液与隔膜等关键材料组成的系统。对单独每一种材料的理化指标测试与其性能表现都已由供应商建立起了联系。而这些材料在一定工艺制成电池的前提下互相组合搭配的适合性协同性并不会由供应商提供，而这才是锂离子电池制造商更应关注和解决的问题。

[0003] 研究结果已表明电极与电液之间界面的性质对电池电化学性能有至关重要的影响。上述提及的四种关键材料之间的互相配合作用绝大部分也是由其接触界面决定的。所以研究材料互相之间的界面性质是了解材料之间的适和性协调性的关键。

[0004] 现实情况存在三点不足。第一，对锂离子电芯的化学界面研究主要为成品电芯，即研究各工序完成后的制成品，忽略了制作过程中针对不同工艺工序的研究；第二，上述的这种研究更多的是混合了正负极两者之和的结果，而未有正负极单独分开的研究考察；第三，目前对锂离子电池电化学性能的评估主要来自于制成品实际的测试情况，而这些实际测试过程往往时间较长，并且对于实际测试的优劣也无法做出微观的原理解释。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种软包装锂离子二次电池性能评估方法，该方法可以缩短电芯性能评测周期长的不足,同时增加建立界面性质与性能相关性的联系。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0007] 一种软包装锂离子二次电池性能评估方法，包括：

[0008] 制作一个三电极电芯，该三电极电芯包括与极组连接的正极与负极和通过隔膜与极组相隔离开的参比电极；

[0009] 对上述三电极电芯分化成前、化成中及化成后三个阶段进行电化学阻抗谱测试，每一阶段通过连接正极与负极、正极与参比电极及负极与参比电极以分别测试电芯整体、正极与负极的电化学阻抗图谱：

[0010] 对完成的电芯进行电化学性能测试，在电化学性能测试前后，按上述每一阶段电极连接方式连接电极，得到电化学性能测试前后的电芯整体、正极与负极的电化学阻抗图谱；

[0011] 分析化成前、中、后各阶段及电化学性能测试前后的电化学阻抗图谱，建立制作过程图谱数据与电化学性能的关系模型。

[0012] 本发明通过对电芯制作过程以及电性能测试前后的化学阻抗图谱测试研究，建立化学阻抗图谱与电化学性能之间的相关性，形成关系模型即可快速高效的评估、筛选、优化新工艺新体系。

附图说明

[0013] 图1是本发明提供的三电极电芯的外形示意图；

[0014] 图2是参比电极的结构示意图；

[0015] 图3是参比电极与极组连接后的主视图；

[0016] 图4是参比电极与极组连接后的俯视图；

[0017] 图中：1为正极，2为负极，3为参比电极，4为锂箔，5为隔膜，6为极组，10为电芯。

具体实施方式

[0018] 下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

[0019] 参见图1-4所示，一种软包装锂离子二次电池性能评估方法，包括以下步骤：

[0020] 制作一个三电极电芯10，该三电极电芯包括极组6、与极组连接的正极 1与负极2和通过隔膜5与极组6相隔离开的参比电极3；

[0021] 对上述三电极电芯分化成前、化成中以及化成后三个阶段进行电化学阻抗谱测试，每一阶段通过连接正极与负极、正极与参比电极以及负极与参比电极以分别测试电芯整体、正极与负极的电化学阻抗图谱：

[0022] 对完成的电芯进行电化学性能测试，在电化学性能测试前后，按上述每一阶段的电极连接方式连接电极，得到电化学性能测试前后的电芯整体、正极与负极对应的电化学阻抗图谱；

[0023] 分析化成前、中、后各阶段及电化学性能测试前后电化学阻抗图谱，建立制作过程图谱数据与电化学性能的联系。

[0024] 本发明通过上述方法，分析化成前、中、后各阶段及电化学性能测试前后电化学阻抗图谱，建立制作过程图谱数据与电化学性能的联系，通过以上制作过程图谱数据与电化学性能的联系，能快速高效的评估、筛选、优化新工艺新体系。

[0025] 本发明中，该参比电极3包括镍极耳31以及将镍极耳的由隔膜与极组隔开部分包裹的金属锂箔4。

[0026] 需要说明提，本发明中，对以上结构的三电极电芯通过化成工序时，分为化成前、化成中、化成后三个阶段进行测试，具体的步骤如下：

[0027] 每次测试时首先连接正极1和负极2测试电芯整体的电化学阻抗谱；结束后再次连接正极1与参比电极3测试正极电化学阻抗图谱；结束后最后连接负极2与参比电极3测试负极电化学阻抗图谱。以上测试将得到数据图谱。

[0028] 完成电芯的电化学阻抗图谱后下一步将是对其电化学性能的测试，电化学性能的测试的前后，按上述电化学阻抗谱的测试方法依次完成连接正极1 和负极2、连接正极1与参比电极3、连接负极2与参比电极3，进行电化学阻抗图谱测试。以上测试将得到数据图谱。

[0029] 通过对相应图谱的解析，归纳总结前、中、后各个化成阶段与性能测试间谱图的变化规律，固化化成前、中、后各个阶段各项数据的合理范围，就可以为新工艺新体系的快速筛选优化提供数据支持，也为各项性能测试的寻找瓶颈和改善方向。

[0030] 本发明通过对上述化成过程以及性能测试前后测试得到图谱的解析，构建其与电化学性能的相关性，用于新工艺新体系改变对电芯性能的影响做出快速高效的评估、筛选和优化。同时解析性能测试前后相应的图谱，判断各项测试对正负极界面的影响，从而有规律的寻找和选择性能提升的方向。

[0031] 本发明适用于电池制作过程以及性能测试前后，通过对正负极表面电化学性质的测试模拟建立与其电化学性能的关系，用以快速的评估、筛选、优化新工艺新体系。

[0032] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。