[發明專利]一種鋰離子電池負極與電解液界面的評價方法

在審

• 申請號: 201610187085.8
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105652214A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 張俊;宮璐;陶靜;吳洋洋
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 宋倩;金凱

技術領域

本發明涉及鋰離子電池檢測技術領域，具體是一種鋰離子電池負極與電解液界面的評價方法。

背景技術

在液態鋰離子電池首次充放電過程中，電極材料與電解液在固相/液相界面上發生反應，形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層。這種鈍化層是一種界面層，具有固體電解質的特征，是電子絕緣體卻是Li+的優良導體，Li+可以經過該鈍化層而自由地嵌入和脫出，因此這層鈍化膜被稱為“固體電解質界面膜”（solidelectrolyteinterface），簡稱SEI膜。

SEI膜的形成對電極材料的性能產生至關重要的影響。一方面，SEI膜的形成消耗了部分鋰離子，使得首次充放電不可逆容量增加，降低了電極材料的充放電效率；另一方面，SEI膜具有有機溶劑不溶性，在有機電解質溶液中能穩定存在，并且溶劑分子不能通過該層鈍化膜，從而能有效防止溶劑分子的共嵌入，避免了因溶劑分子共嵌入對電極材料造成的破壞，因而大大提高了電極的循環性能和使用壽命。

目前關于SEI膜的形成機理、組成成分的研究較多，但是關于SEI膜穩定性的評價方法較少，關于負極活性材料與電解液的相容性的檢測手段也較少，因此探究出一種有效評價鋰離子電池負極與電解液界面的新方法具有很強的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池負極與電解液界面的評價方法，判斷鋰離子電池負極與電解液界面形成的SEI膜的穩定性以及負極活性材料與電解液的相容性。

本發明的技術方案為：

一種鋰離子電池負極與電解液界面的評價方法，采用對稱電池循環性能測試法，包括以下步驟：

（1）選取單面涂覆的某一批次負極極片，采用某種電解液，組裝成對稱電池；

（2）靜置一段時間后，給所述對稱電池施加一個恒定電流，在一定的測試溫度下，按照預設的沉積溶出時間進行循環性能測試；

（3）繪制所述對稱電池的極化電壓隨測試時間的變化曲線；

（4）根據所述對稱電池的極化電壓隨測試時間的變化曲線，對該批次負極極片與該種電解液界面形成的SEI膜的穩定性以及該批次負極極片的活性材料與該種電解液的相容性進行分析判斷；

（5）選取單面涂覆的同一批次負極極片，采用其它不同種類的電解液，組裝成對稱電池，重復上述步驟（2）～（4）。

所述的鋰離子電池負極與電解液界面的評價方法，還包括：通過比較同一批次負極極片與不同種類電解液界面形成的SEI膜的穩定性以及同一批次負極極片的活性材料與不同種類電解液的相容性，對電解液進行篩選。

所述的鋰離子電池負極與電解液界面的評價方法，步驟（1）中，所述對稱電池為CR2016型扣式對稱電池。

所述的鋰離子電池負極與電解液界面的評價方法，步驟（2）中，所述恒定電流的密度為0.1～0.5mA·cm^-2。

所述的鋰離子電池負極與電解液界面的評價方法，步驟（2）中，所述測試溫度為25～65℃。

所述的鋰離子電池負極與電解液界面的評價方法，步驟（2）中，所述沉積溶出時間為2～15h。

本發明的有益效果為：

由上述技術方案可知，本發明不僅能夠有效地評價電池負極與電解液界面形成的SEI膜的穩定性，還能夠有效地評價負極活性材料與電解液的相容性，同時也有利于縮短電解液的篩選時間。

附圖說明

圖1是本發明的實施例1中電池極化電壓隨測試時間的變化曲線；

圖2是本發明的實施例2中電池極化電壓隨測試時間的變化曲線。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例進一步說明本發明。

實施例1：

在鋰離子電池生產線上選擇某一批次單面涂覆的負極極片，采用電解液A，組裝成CR2016型扣式對稱電池；靜置一段時間后，對該對稱電池施加密度為0.25mA·cm^-2的恒定電流，測試溫度為25℃，沉積溶出時間為6h，進行循環性能測試，分析極化電壓的變化趨勢。

注：對稱電池指的是兩個極片完全一樣的電池；沉積溶出時間指的是經歷一次充放電循環的時間。