[發明專利]一種鋰離子電池的耐壓電性能測試方法

有效

• 申請號: 201911184900.5
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN111025152B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 周思思;隋鑫;林立;王敏
• 申請（專利權）人: 武漢船用電力推進裝置研究所（中國船舶重工集團公司第七一二研究所）
• 主分類號: G01R31/364
• 分類號: G01R31/364;G01R31/385
• 代理公司: 武漢凌達知識產權事務所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

本發明公開了一種適應于全海深范圍內承壓的鋰離子電池的耐壓電性能測試方法，第一步是目測鋰離子電池外觀，需滿足電池表面無顆粒以及無電解液痕跡、褶皺、破損、變形現象的要求；第二步是對鋰離子電池進行耐壓電性能測試，不低于35次循環的常壓充放電和不低于125MPa條件下的放電測試，前后電池容量滿足Q35/Q0≥98%后完成測試；通過本發明所規定的壓力筒模擬測試，以電池的放電容量為判定主要依據進行鋰離子電池在承壓狀態的電性能判斷，通過本測試方法，可以快速、簡單地對鋰離子電池單體是否具備在全海深壓力范圍內安全放電的潛力進行快速評估，為萬米承壓的深海潛器在0～11000米海水下壓力范圍內的運行提供安全、可靠的能源動力保障。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，涉及鋰離子電池的篩選方法，特別涉及一種適用于全海深運行的鋰離子電池耐壓電性能測試方法。

背景技術

鋰離子電池由于其高比能、高比功率特性已經成為最具潛力的深海裝備用電池，用鋰離子電池替換深海潛器傳統的銀鋅電池可大幅提升深海裝備的續航能力、電負載能力等。但鋰離子電池能否承受深海巨大的海水壓力是制約其應用于深海裝備的首要難題。

目前，應用于深海裝備的鋰離子電池主要采用兩種承壓方式：（1）依靠承壓殼體承壓；（2）鋰離子電池直接承壓。前者所需的厚重殼體使得整個電池系統的質量比能大大降低，難以滿足深海裝備發展的需求。后者由于鋰離子電池直接承壓，對電池技術水平的要求高，其耐深海壓力的能力評估尚不明確。如何考察經過耐壓設計的鋰離子電池能否真正承受深海復雜的壓力環境，保障深海潛器在全海深范圍內安全運行，已成為深海電池技術的瓶頸技術之一。

鋰離子電池的放電容量是行業內技術人員用來衡量電池電性能的重要參數，然而在萬米范圍內的海水壓力環境對長期循環的電池內部微觀結構的影響巨大，使得鋰離子電池放電容量衰減的加速，其影響因素與壓力變化制度、放電熱量等參數多項耦合作用不明，導致無法用行業內常規的容量篩選原則判斷其深海耐壓循環可靠性。

因此考核鋰離子電池耐壓循環可靠性的壓力變化制度以及壓力考核過程中的容量衰減之間關系尚不分明，是目前深海鋰離子電池技術發展的尚待解決的難題之一。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種適用于全海深運行的鋰離子電池耐壓電性能測試方法。

為實現上述目的，本發明提供一種鋰離子電池的耐壓電性能測試方法，步驟如下：

第一步，目測鋰離子電池外觀，需滿足電池表面無顆粒（含鋁塑膜內層顆粒）以及無電解液痕跡、褶皺、破損、變形現象的要求；

第二步，對鋰離子電池進行耐壓電性能測試，不低于35次循環的常壓充放電和極限壓力125MPa條件下的放電測試：

第1步，依據鋰離子電池的額定容量對電池進行0.1C～1C倍率條件下恒流充電，充電至額定充電截止電壓后停止充電，將電池單體靜置，靜置時間≥20min；

第2步，將鋰離子電池置于打壓工裝內，正負極外接至充放電柜（精度0.01A）；

第3步，將打壓工裝放入壓力模擬裝置（精度為115MPa/0.1MPa）的耐壓罐中；

第4步，啟動加壓系統，按1～20MPa/min的加壓速率加壓至100～120 MPa，保壓100～150min；

第5步，鋰離子電池單體在升壓大于等于20min后以額定容量0.1C倍率恒電流放電，放電至額定放電截止電壓后停止，將電池單體靜置，靜置時間≥20min；0.1C為耐壓電性能測試的最低放電速率，還包括大于0.1C的放電倍率；

第6步，第4步結束后，按1～20MPa/min的加壓速率加壓至125MPa及以上，保壓≥20min；

第7步，壓力模擬裝置按卸壓速率≥1MPa/min卸壓至100～120 MPa，保壓100～180min；