[實用新型]一種設有參比電極的鋰電池

有效

• 申請號: 201420479882.X
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN204130618U
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 衣守忠;湯小輝;張漢峰
• 申請（專利權）人: 深圳市雄韜電源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/30
• 分類號: H01M2/30;H01M2/20
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 胡朝陽;孫潔敏

技術領域

本實用新型涉及鋰離子電池，尤其涉及一種用于各種不同化學體系的鋰電池的實驗及研究的設有參比電極的鋰電池。

背景技術

鋰離子電池包括正極、負極，它們的性能、行為和老化速度均不同。為了分別研究正極或負極的表現，需要采用參比電極。一般做法是用金屬鋰和正極、負極分別組成半電池進行研究，金屬鋰同時做為參比電極和輔助電極。或者采用專門的三電極體系，同樣以金屬鋰作為參比電極。如果要研究電池中的正、負極的老化，一般做法是待電池老化失效后，對電池進行解剖，取出正極和負極，然后組裝半電池，再進行測試和研究。如果要對正極、負極進行原位的、實時的測試研究，在組裝電池時，就需要裝配參比電極，同樣，多采用金屬鋰做參比電極。由于金屬鋰比較活潑，只能在充滿惰性氣體的手套箱或超低濕度的干燥間內進行加工和裝配，十分不方便。在鋰電池行業內，也有在電池內部通過特殊方法形成參比電極的方法，但操作相當復雜。

發明內容

本實用新型為了解決上述技術問題，提出一種結構簡單裝配和操作簡便以及使用可靠的設有參比電極的鋰電池。

本實用新型提出的一種設有參比電極的鋰電池，其包括：一輔助電芯、卷繞在該輔助電芯上的主電芯和包覆于該主電芯外面的外殼；所述鋰電池的一端由輔助電芯端引出第一正極端子以及引出由鈦酸鋰材料制作的第一負極端子；所述鋰電池的另一端由主電芯端引出第二正極端子以及引出由碳素材料制作的第二負極端子。

優選的，所述第一正極端子和第二正極端子由鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰或三元材料中任一種材料制成。

優選的，所述碳素材料為天然石墨、人造石墨、軟碳、硬碳、中間相炭微球（MCMB）或石墨烯中任一種材料。

本實用新型在普通鋰離子電池電芯內，另外設置一輔助電芯，該輔助電芯能夠以磷酸鐵鋰等正極材料作正極，鈦酸鋰材料作負極。經過初始化成后，荷電狀態的鈦酸鋰負極即可以作為參比電極使用，其對金屬鋰的電位為1.55V，而且十分穩定。在長期的電池老化研究過程中，如果需要，可以方便地對輔助電芯進行充電，使其鈦酸鋰電極（負極）處于完全充電狀態，保證其電位的穩定性。

與現有技術相比，本實用新型這種結構的參比電極，無需在嚴格的手套箱內裝配，操作簡便，使用可靠。可以對正極、負極進行長期的原位、實時測量。該發明適用于所有鋰離子的電芯及電池。

附圖說明

圖1為本實用新型較佳實施例的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，為本實用新型較佳實施例的結構示意圖，一種設有參比電極的鋰電池，其包括：一輔助電芯7、卷繞在該輔助電芯7上的主電芯6和包覆于該主電芯6外面的外殼5。鋰電池的左端由輔助電芯7的端面引出由磷酸鐵鋰（LFP）材料制作的第一正極端子1以及引出由鈦酸鋰（LTO）材料制作的第一負極端子2。鋰電池的右端由主電芯6的端面引出由磷酸鐵鋰（LFP）材料制作的第二正極端子4以及引出由人造石墨（AG）制作的第二負極端子3。

本實施例中，所述第一正極端子1和第二正極端子4還可以由鈷酸鋰、錳酸鋰或三元材料任一種材料制成。所述第二負極端3還可以由天然石墨、軟碳、硬碳、中間相炭微球（MCMB）或石墨烯中任一種材料制作。

所述的輔助電芯或主電芯均是由正極片、負極片、隔膜卷繞而成。隔膜置于正、負極片之間，起隔離絕緣作用。正極片由含鋰的材料、導電劑、粘合劑等混合成漿料涂布與鋁箔上形成；負極片由碳素材料、粘合劑等混合成漿料涂布與銅箔上形成。

本實用新型經過初始化成后，荷電狀態的鈦酸鋰負極即可以作為參比電極使用，其對金屬鋰的電位為1.55V，而且十分穩定。在長期的電池老化研究過程中，如果需要，可以方便地對輔助電芯進行充電，使其鈦酸鋰電極（負極）處于完全充電狀態，保證其電位的穩定性。本實用新型可以對鋰電池的正極、負極進行長期的原位、實時測量。該發明適用于所有鋰離子的電芯及電池。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。