[發明專利]一種鋰離子電池的循環測試方法

在審

• 申請號: 202011198303.0
• 申請日: 2020-10-31
• 公開（公告）號: CN112684356A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 許曉雄;張永龍;魏引利;丁超;吳云峰;陳董亮
• 申請（專利權）人: 浙江鋒鋰新能源科技有限公司
• 主分類號: G01R31/3835
• 分類號: G01R31/3835;G01R31/389;H01M10/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鋰離子電池的循環測試方法，包括以下步驟：S1.電池初始狀態記錄，S2.測試恒定容量，S3.恒定容量循環測試，其中循環測試以恒定容量為基準對電池進行恒流充電，記錄每次放電容量，計算保持率。本發明中的充電方式是以恒定容量為截止，能夠保證材料每次脫鋰量一致，從而提高鋰電池的循環性能和使用壽命，同時本發明還通過計算循環過程中截止電壓的增加量來評估電池內阻的變化。

技術領域

本發明涉及測試蓄電池的技術領域，更具體地說，它涉及一種鋰離子電池的循環測試方法。

背景技術

隨著全球能源危機逐步加深，作為新能源及環保低碳的電動汽車得到快速發展。電動汽車的動力來源于電池，電池性能的優劣直接決定電動汽車的續航能力以及安全性能。鋰離子電池因其單體電池工作電壓高、比能量大、無記憶效應等優點在電動汽車中得到廣泛應用，屬于當前主流汽車商采用的電池類型之一。

鋰離子電池充放電的本質在于，充電過程中，鋰離子從正極材料中脫出嵌入負極材料中，在放電過程中，鋰離子從負極材料中脫出返回正極，在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌，因此，電池所放出的比容量等同于負極脫鋰數量。隨著電池充放電的循環進行，電池內部伴隨的副反應增多，活性材料內阻增大，以及伴隨電解質分解、SEI膜重組等的影響，使電池歐姆內阻和極化內阻也在不斷增加，導致放電過程中鋰離子未從負極全部脫出，使得其放電容量降低，因而鋰離子電池在充放電的循環過程中具有逐漸衰減的特性。為了保證電動汽車的正常續航能力，對鋰離子電池的循環壽命有嚴格要求。

目前，鋰離子電池循環壽命的測試主要采用國家標準《GB/T 31484-2015 電動汽車用動力蓄電池循環壽命要求及試驗方法》。該標準中對于鋰離子電池的循環壽命測試方法，首先將電池以1C放電至終止條件，擱置不小于30min后，以電流1C恒流充電至規定的充電截止電壓時轉為恒壓充電，至充電截止電流降至0.05C時停止充電，再以1C放電至規定的放電終止條件，記錄放電容量，將充電放電過程連續循環500次，若放電容量高于初始容量的90%，則終止試驗；若放電容量低于初始容量的90%，則繼續循環500次，判斷放電容量是否高于初始容量的80%。

上述鋰離子電池循環壽命的測試采用的恒流恒壓充電模式，該充電模式目前普遍應用于鋰電池的充電和測試過程，具有充電效率高，對鋰電池循環使用性能影響小的優點。但是，采用恒流恒壓充電模式，在充放電過程中，電池過早的達到終止電壓而進行恒壓充電模式，恒流充電容量也隨之減小。而通過提高電池的充電截止電壓，以實現提高電池的充放電容量，增大電池的能量密度也并不可行。因為電池在更高的電壓下工作時，電極材料結構會發生變化，影響活性材料的結構穩定性，導致電池內阻增加，電池的循環容量保持率隨著充電截止電壓的增高而迅速衰減。并且僅采用記載放電容量的方式，并不能評估電池內阻的變化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池的循環測試方法，滿足鋰離子電池充電性能的同時能夠有效提高鋰離子電池的循環性能和使用壽命，本發明還能夠通過計算循環過程中截止電壓的增加數值來評估電池內阻的變化。

為了實現本發明的上述目的，本發明提供了以下技術方案：一種鋰離子電池的循環測試方法，包括以下步驟：

S1. 電池初始狀態記錄：選取剛分容結束的新鮮電池作為待測電池，將電池放置于指定溫度下的恒溫設備中擱置4~24h確保電池溫度與環境溫度一致，測試并記錄電池初始電壓、內阻、厚度；