[發(fā)明專利]一種鋰離子電池正極材料的性能判斷方法

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• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110108698A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王金鋒;張鄭;顏華;左美華;陸永威
• 申請（專利權(quán)）人: 宜賓鋰寶新材料有限公司
• 主分類號: G01N21/67
• 分類號: G01N21/67;G01N27/42
• 代理公司: 成都泰合道知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51231
• 代理人: 孫恩源

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池正極材料的性能判斷方法，涉及鋰電池正極材料領(lǐng)域，該方法包括如下步驟：取鋰離子電池正極材料，將其制作成電池，并進行充放電循環(huán)，待充放電循環(huán)完成后，測得其容量保持率，接著再取出電池的極片，并對極片上的金屬溶出物進行檢測，便可測得金屬溶出物中各金屬成分的含量，然后根據(jù)此測定結(jié)果，并結(jié)合電池在充放電循環(huán)完成后的容量保持率一起進行分析，即可判斷鋰離子電池正極材料的性能。本發(fā)明采用的方法簡單、高效、精確，能夠準(zhǔn)確的檢測出電池在進行充放電循環(huán)后其金屬溶出物的量，結(jié)果誤差小、準(zhǔn)確率高，以此給準(zhǔn)確判斷鋰離子電池正極材料的性能提供了有力依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池正極材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種判斷鋰離子電池正極材料性能好壞的方法。

背景技術(shù)

目前，隨著環(huán)保要求的提高以及新能源的發(fā)展，電動汽車等項目得到大力推廣與應(yīng)用，而在這個過程中對電池的性能要求也越來越高，為了滿足汽車?yán)m(xù)航里程、電池能量密度的需求，正極材料正得到廣泛的關(guān)注，特別是三元正極材料，各大材料廠家也都在努力進一步提升三元正極材料的性能。此外，現(xiàn)在已經(jīng)市場化的鋰離子電池正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等產(chǎn)品。

鋰離子電池主要由正極材料、負極材料、隔膜和電解液等構(gòu)成，正極材料作為鋰離子電池四大關(guān)鍵主材之一，其在鋰離子電池的總成本中占據(jù)40％以上的比例，并且正極材料成本直接決定電池成本高低，正極材料的性能直接影響了鋰離子電池的各項性能指標(biāo)，所以正極材料在鋰離子電池中占據(jù)核心地位。

正極材料在被生產(chǎn)出來后會有一定金屬元素的溶出，在被制作成鋰離子電池進行使用后，在電池的充放電過程中也會伴隨著金屬元素的溶出。比如，就鎳鈷錳三元正極材料而言，將其制作成鋰離子電池后，Ni、Co、Mn金屬元素就會伴隨著電池充放電而同時進行溶出，在電池的充放電過程中，三元正極材料中的Ni、Co、Mn會溶出在正極材料表面，如果Ni、Co、Mn元素溶出過多，就會影響電池的容量、循環(huán)和自放電等性能。

因此，可知，對于生產(chǎn)出的正極材料，如果要準(zhǔn)確判斷該正極材料制成鋰離子電池后該電池在接下來使用過程中性能的好壞情況，就需要先對該正極材料進行性能測試，最后以此測試結(jié)果為判斷依據(jù)；而正極材料的性能好壞則又可以通過測定正極材料表面的金屬溶出物為判定指標(biāo)。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中有通過金屬溶出檢測來判斷正極材料性能如何的情況，即通過測定金屬溶出物的多少來判斷正極材料的性能好壞，可知的主要是傳統(tǒng)的鈷溶出檢測方法，該方法是取鈷酸鋰正極材料，并使正極材料為粉末狀，然后使用電解液進行浸潤，再經(jīng)過高溫、靜置等一系列條件后，最后測試待測液體中溶出的離子態(tài)金屬含量。該方法測試出的結(jié)果誤差較大，同時此測試結(jié)果也不能成為準(zhǔn)確判斷正極材料制成鋰離子電池后該電池在以后使用過程中其具體性能情況如何的指標(biāo)或依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了能夠準(zhǔn)確的判定正極材料在制作成鋰離子電池后在接下來使用過程中該電池性能的好壞程度，提供了一種鋰離子電池正極材料的性能判斷方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種鋰離子電池正極材料的性能判斷方法，包括如下步驟：取鋰離子電池正極材料，將其制作成電池，并對電池進行充放電循環(huán)，待充放電循環(huán)完成后，測得其容量保持率，接著再對電池進行拆解，取出其極片，并對極片上的金屬溶出物進行檢測，便可測得金屬溶出物中各金屬成分的含量，然后根據(jù)此測定結(jié)果，并結(jié)合電池在充放電循環(huán)完成后的容量保持率一起進行分析，即可判斷鋰離子電池正極材料的性能。

進一步地，所述對極片上的金屬溶出物進行檢測的方法，具體包括如下步驟：

(a)使用電解液對極片進行浸潤，并對整個浸潤過程進行超聲，超聲后取出極片，即得浸潤液，接著使用濾紙將浸潤液過濾至容器中，之后又通過微孔濾膜過濾器對容器中的溶液進行再次過濾，即得過濾液；