[發明專利]一種四電極電池及其制備方法及在驗證電池腐蝕機理方面的應用

有效

• 申請號: 202010154327.X
• 申請日: 2020-03-07
• 公開（公告）號: CN111370768B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 張賢;馬新周;鄒滸
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0525;H01M4/13;G01N17/02
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種四電極電池及其制備方法及在驗證軟包鋰離子電池腐蝕機理方面的應用，屬于電化學領域，具體方案如下：一種四電極電池，包括膜殼和置于膜殼內的電芯，所述電芯包括正極、負極、位于正極和負極之間的隔膜Ⅰ、設置在正極上的正極極耳和設置在負極上的負極極耳，四電極電池還包括第三電極和第四電極，第三電極和第四電極均密封在膜殼的內部且第三電極、第四電極、正極和負極兩兩之間相互絕緣設置。分別測量四電極電池的正極與第三電極之間的電壓、負極與第三電極之間的電壓、第四電極與第三電極之間的電壓、負極與第四電極之間的電壓，連通電池負極與第四電極進行放電來模擬電池膜殼腐蝕過程，通過動態對比各電極電位變化探索腐蝕發生條件。

技術領域

本發明屬于電化學領域，具體涉及一種四電極電池及其制備方法及在驗證軟包鋰離子電池腐蝕機理方面的應用。

背景技術

鋰離子電池具有開路電壓高、循環壽命長、能量密度大和無記憶效應等特點，因其獨特的優點，其市場需求近年來不斷擴大，其中以鋁塑膜為包裝的軟包電池更受青睞；相比其他包裝電池，軟包鋰離子電池外形可設計性更強，安全性更好，同時具有更高的能量密度，其被廣泛應用于3C消費類電子產品中。然而，軟包電池在充電后的儲存及使用過程中可能會發生鋁塑膜腐蝕，導致電池氣脹、失效，極大地影響了產品質量和用戶體驗。

通過分析鋁塑膜腐蝕原因，探討導致鋁塑膜腐蝕的機制和發生條件，對防止鋁塑膜的腐蝕，抑制鋰離子電池氣脹失效，提高電池安全性有重要的意義。目前業界對軟包鋰離子電池腐蝕的研究主要是通過組裝紐扣電池以及短接正常電芯負極與鋁塑膜等方法，然而類似的方法在探究和模擬真實電芯的腐蝕過程時均有不足；紐扣電池雖然可以探究嵌鋰電位但結構過于簡單理想，無法模擬真實的腐蝕過程，而短接正常電芯負極與鋁塑膜等方法只能從現象確認是否發生腐蝕卻不能動態地從電極電位的變化上探索腐蝕發生條件。因此在研究鋰電池腐蝕過程時需要一種既能模擬真實腐蝕過程又能動態地反應電位變化的新方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有研究中不能有效的探究軟包鋰離子電芯腐蝕機理的問題，本發明提供一種既能模擬軟包鋰離子電芯的真實腐蝕過程又能動態的反應電位變化的四電極電池。

本發明的第二個目的是提供所述的四電極電池的制備方法。

本發明的第三個目的是提供了所述的四電極電池在驗證軟包鋰離子電池腐蝕機理方面的應用。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種四電極電池，包括膜殼和置于膜殼內的電芯，所述電芯包括正極、負極、位于正極和負極之間的隔膜Ⅰ、設置在正極上的正極極耳和設置在負極上的負極極耳，所述四電極電池還包括第三電極和第四電極，所述第三電極和第四電極均密封在膜殼的內部，且第三電極、第四電極、正極和負極兩兩之間相互絕緣設置。

一種所述的四電極電池的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將電芯放入膜殼中；

步驟二：將膜殼的頂端封邊，放入75-85℃真空烘烤至電芯的水分≤150ppm；

步驟三：將所述第三電極和第四電極均密封在膜殼的內部，膜殼留有氣袋一側的開口，所述第三電極、第四電極、正極和負極兩兩之間不相接觸；

步驟四：對步驟三密封后的電池進行注液，對電池氣袋邊緣封口；

步驟五：將步驟四氣袋封口后的電池進行陳化和化成，然后對化成的電池進行二封工藝；即制得所述四電極電池。

一種所述的四電極電池在驗證電池腐蝕機理方面的應用，分別測量所述四電極電池的正極與第三電極之間的電壓、負極與第三電極之間的電壓、第四電極與第三電極之間的電壓、負極與第四電極之間的電壓，連通電池負極與第四電極進行放電來模擬電池膜殼腐蝕過程，通過動態對比各電極電位變化探索腐蝕發生條件。

相比于現有技術，本發明具有如下優點：