[發明專利]一種磷酸鐵鋰電池的自放電篩選方法

有效

• 申請號: 201110005863.4
• 申請日: 2011-01-12
• 公開（公告）號: CN102117937A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 賀狄龍;張良新;饒曉東;郭小燭
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;B07C5/344
• 代理公司: 合肥誠興知識產權代理有限公司 34109
• 代理人: 宣圣義

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，具體涉及一種磷酸鐵鋰電池的自放電篩選方法。

背景技術

隨著石油資源的日趨枯竭，發展以電作為動力源的電動汽車來取代現行的燃油汽車已成為一種必然的趨勢，而作為電動汽車的核心部件——動力電池其重要性顯得尤為突出。

鋰離子動力電池因其能量密度高、自放電小、使用壽命長等特點，成為電動汽車用動力電池研發的重點對象。目前，應用于電動汽車上的動力電池主要有兩大類：一種是錳酸鋰動力電池，另一種是磷酸鐵鋰動力電池。而磷酸鐵鋰電池因其優越的安全性能、超長的循環壽命和穩定的電壓平臺等優異性能占據了電動汽車動力電池的主要市場。

電動汽車用動力電池需要將多個容量小、電壓低的單體電池通過串/并聯的方式組合成容量高、電壓高的電池組，單體電池的一致性差別直接決定了電池組的性能。目前判斷電池一致性的參數主要有內阻、電壓差、容量差以及電池的自放電率等，其中前三個參數相對都容易獲取，電池的自放電率主要以單位時間內的電壓差來表征。電池的自放電主要是由于電池內部形成了微短路造成的，電池在充電態時由于電芯膨脹微短路會表現很明顯，而在放電態可能由于電芯的收縮，微短路也隨之降低或消失。磷酸鐵鋰電池由于電壓平臺非常穩定，只有在放電末期才會出現電壓的快速下降，其放電曲線如圖1。所以，磷酸鐵鋰電池的自放電篩選只有利用放電后擱置來計算自放電率，但這種方法并不能很好地篩選出磷酸鐵鋰電池自放電大的電池。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中利用放電態擱置不能很好的篩選自放電大的磷酸鐵鋰電池的缺點，提供一種可以利用充電態擱置來有效篩選自放電大的磷酸鐵鋰電池的方法。

其技術方案是：一種磷酸鐵鋰電池的自放電篩選方法，其特征在于：

1)在含有磷酸鐵鋰的復合正極中，添加質量分數為磷酸鐵鋰0.5wt％～5wt％的高電壓平臺的層狀鋰鎳鈷錳氧化物或尖晶石狀鋰鎳錳氧化物，以石墨作負極，組裝成磷酸鐵鋰電池；

2)將電池充滿電后于20～45℃環境溫度下擱置；

3)記錄擱置前后的電壓和擱置時間；

4)計算擱置前后的電壓差或者單位時間內的電壓變化值；

5)確定同期擱置的自放電大電池的電壓差或者單位時間內電壓變化的臨界值，判斷電壓差或者單位時間內的電壓變化值大于該臨界值的電池自放電大。

與現有技術相比，本發明的顯著效果是：第一，在磷酸鐵鋰中添加電壓平臺高于磷酸鐵鋰的層狀鋰鎳鈷錳氧化物或尖晶石狀鋰鎳錳氧化物，可有效解決磷酸鐵鋰電池由于電壓平臺過于平緩造成自放電篩選困難的難題。第二，可以利用電池在充電態擱置來判斷電池的自放電大小，避免了放電態擱置由于電芯收縮無法將自放電大電池挑選出來的問題。本發明有效提高了電池成組的一致性，操作簡單，可靠性高，便于工業生產應用。

附圖說明

圖1是現有磷酸鐵鋰電池放電曲線圖；

圖2是添加3wt％LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂的磷酸鐵鋰電池放電曲線圖；

圖3是添加5wt％LiMn₂O₄的磷酸鐵鋰電池放電曲線圖。

具體實施方案

實施例1在含有磷酸鐵鋰的復合正極中，添加質量分數為磷酸鐵鋰3wt％的層狀鋰鎳鈷錳氧化物LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂，以石墨作負極，組裝成磷酸鐵鋰電池。電池放電曲線如圖2。對電池以恒定電流0.33C充電至3.65V，然后在3.65V的恒定電壓下充電至電流達到截至電流0.02C時，結束充電；測量并記錄電壓，將電池在25±2℃的環境下擱置10天，再次測量并記錄電壓；計算電壓差和單位時間內的電壓變化值(K值)，確定自放電大電池擱置10天的電壓差或者單位時間內電壓變化的臨界值為40mV或4mV/d，判斷電壓差或者單位時間內電壓變化大于該臨界值的電池自放電大。結果見表1。

表1