[發明專利]一種鋰離子電池放電深度的估算方法

有效

• 申請號: 202011039693.7
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112305429B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 麻姍姍
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: G01R31/385
• 分類號: G01R31/385;G01R31/382;G01N21/65;G01N23/207
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 干桂花

本發明公開了一種鋰離子電池放電深度的估算方法，涉及儲能材料技術領域，包括以下步驟：對標準電池進行恒流恒壓充電，測試其容量；通過對標準電池進行充電或放電，將荷電狀態調整至自己所需的DOD狀態；對不同DOD狀態下的標準電池進行XRD表征，并得到各DOD下的XRD譜圖，并繪制DOD?2θ曲線；對不同DOD狀態下的標準電池進行Raman表征，并得到各DOD下的Raman譜圖，并繪制DOD?波數強度曲線；將與標準電池具有相同種類活性物質的待測電池拆解，拆解后進行XRD和Raman表征，將其譜圖數據與標準電池的DOD?2θ曲線和DOD?波數強度曲線進行比較，從而對待測電池放電深度進行估算。本發明操作簡單、快捷，適用于鋰電池的放電深度分析以及結構分析。

技術領域

本發明涉及儲能材料技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池放電深度的估算方法。

背景技術

新能源汽車行業是我國的新興行業之一，也是我國邁向汽車強國的必由之路。新能源汽車包括純電動汽車、混合動力汽車等，其組成部分主要包含電池、充電樁、整車三大方面，其中電池一般使用的是鋰離子電池。鋰離子電池是具有一系列優良性能的綠色電池，已被廣泛應用。以磷酸亞鐵鋰為正極材料的鋰離子電池現已廣泛應用于手機、電動車、航模玩具、礦燈等動力電池領域。

鋰離子電池主要結構包含正極、負極、隔膜、電解液四大部分。目前用作鋰離子電池的正極材料常見的有：鋰鈷氧化物(LiCoO₂)、錳酸鋰(LiMn₂O₄)、鎳酸鋰(LiNiO₂)及磷酸鋰鐵(LiFePO₄)等，都是按照正極材料的類型來命名，負極通常為石墨類負極。

DOD是指放電深度，即電池放出的容量占其額定容量的百分比。放電深度是影響電池壽命的主要因素，當二次電池(鋰電池)的放電深度越深，其充電壽命就越短，會導致電池的使用壽命變短，因此在使用時應盡量避免深度放電，避免將電池過放至極低的電壓。

鋰電池不具有記憶效應，記憶效應是指電池長時間經受特定的工作循環后，自動保持這一特定的傾向。有些人習慣把手機鋰離子電池用到自動關機再充電。這個完全沒有必要。用完電量再充電的情況叫做深度充放電，深度充放電次數過多會導致電池壽命過早結束，而長時間使用壽命結束的鋰電池則極易造成電池鼓脹等情況，從而引發爆炸。可見鋰電池的放電深度預測具有對決定其應用場合及判斷其使用壽命具有重要意義。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種鋰離子電池放電深度的估算方法，通過對電池進行XRD和Raman表征，并將待測電池與標準電池進行比較，從而評估待測電池的放電深度，方法簡單快捷。

本發明提出的一種鋰離子電池放電深度的估算方法，包括以下步驟：

S1、定容：對標準電池進行恒流恒壓充電，測試其容量；

S2、容量調整：通過對標準電池進行充電或放電，將荷電狀態調整至自己所需的DOD狀態；

S3、XRD測試：對不同DOD狀態下的標準電池進行XRD表征，并得到各DOD下的XRD譜圖，并繪制某一晶面對應于的荷電狀態與偏轉角的關系曲線，即DOD-2θ曲線；

S4、Raman測試：對不同DOD狀態下的標準電池進行Raman表征，并得到各DOD下的Raman譜圖，并繪制某一振動方式對應于的荷電狀態與波數強度的關系曲線，即DOD-波數強度曲線；

S5、評估：將與標準電池具有相同種類活性物質的待測電池拆解，拆解后進行XRD和Raman表征，將其譜圖數據與標準電池的DOD-2θ曲線和DOD-波數強度曲線進行比較，從而對待測電池放電深度進行估算。

在本發明中，上述S3中，DOD-2θ曲線的繪制是以不同DOD狀態為橫坐標，以不同DOD狀態下的偏轉角2θ角為縱坐標。