[發明專利]一種消除鋰電池容量爬坡的分容測試方法

有效

• 申請號: 202110589089.X
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113325320B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 何濤斌;林伸;徐小明;白科;謝愛亮;孫玉龍;陳富源
• 申請（專利權）人: 江西安馳新能源科技有限公司
• 主分類號: G01R31/382
• 分類號: G01R31/382
• 代理公司: 南昌合達信知識產權代理事務所(普通合伙) 36142
• 代理人: 劉學濤

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種消除鋰電池容量爬坡的分容測試方法，包括如下步驟：S1.第一次恒流恒壓充電；S2.靜置；S3.以預設放電電流進行恒流放電；S4.靜置；S5.第二次恒流恒壓充電。本發明使電池充電時鐵鋰本體材料充分激活，足夠的鋰離子掙脫正極磷酸鐵晶格的束縛，源源不斷地穿梭通過負極SEI膜，嵌入到負極石墨形成LiC₆，從而提高實際充電容量，該過程中電池內部濃差和歐姆極化得到有效消除。隨后放電時負極石墨脫出足夠的鋰離子迅速嵌入到已經充分激活的正極，最終提高了首效和分容容量，有效消除高壓實磷酸鐵鋰材料容量爬坡，使得電池首次容量即充分的發揮出來，容量爬坡率從7％降低至1％。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種消除鋰電池容量爬坡的分容測試方法。

背景技術

近年來，鋰離子電池以其高能量密度、高電壓、高循環、高安全性、綠色環保等優良性能在電子產品等各個領域得到廣泛應用。其中，在鋰離子電池制作完成后，為驗證產品電池的容量特性及性能并進一步疏通Li⁺在正負極之間的傳輸路徑，提高電池后期使用過程中的循環性能，確保出廠后產品的安全性能，在出廠前需對鋰離子電池進行幾次充放電，這一工序稱為“分容”。

提高磷酸鐵鋰電池的能量密度一條途徑是開發高壓實高容量鐵鋰正極材料。但因磷酸鐵鋰本身固有的橄欖石經晶體結構，顆粒親和粘附性差，導致了振實密度和粉末壓實密度差。同時，因FeO₆八面體共頂點結構電子導電率差以及PO₄四面體穩定結構阻礙了鋰離子擴散路徑，使得磷酸鐵鋰材料導電性差。為了兼顧容量發揮和提高壓實水平，科研者們往往通過大小顆粒有效配級、減小碳含量提高材料壓實，通過改善碳源或摻鈦等處理來改善低溫和提高容量發揮。但當鐵鋰設計壓實一旦超過了2.55g/cc，鋰電池往往因大顆粒太多和碳包覆量減小，導致極片電阻率過高，制備電池正極脫嵌鋰離子困難，進而分容首次容量偏低和首次效率低，這種情況下的分容電池需要循環20周甚至更多，電池容量才能上升和發揮出來。容量爬坡率高達7％，對電池整體性能發揮起到嚴重不利的影響。

現有技術的缺點在于提高高壓實磷酸鐵鋰電池的容量和首效方法太復雜和高成本，周期長；總結大致如下：

(1)生產效率低，改善措施復雜，從原材料、材料合成及加工工藝都需要調整優化；

(2)研發成本高，包括材料成本、設備維護和人力成本和生產能耗；

(3)開發周期長，時間成本高，從策劃、研發、中試到產品定型及量產。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，在不改變材料設計、合成方法及材料特性的基礎上，提供一種消除鋰電池容量爬坡的分容測試方法，消除電池在充電過程中的極化，提高電池充電容量。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種消除鋰電池容量爬坡的分容測試方法，包括如下步驟：

S1.對待分容電池進行第一次恒流恒壓充電，直至達到第一額定電壓和第一截止電流；

S2.靜置狀態進行第一次擱置；

S3.對第一次擱置后的待分容電池以預設放電電流進行恒流放電，直至達到第二額定截止電壓；其中，預設放電時長小于第一次恒流恒壓充電的時長；

S4.靜置狀態進行第二次擱置；

S5.對第二次擱置后的待分容電池進行第二次恒流恒壓充電，直至達到第三額定電壓和第二截止電流，得到分容完成的電池；

其中，第三額定電壓小于第一額定電壓，第二次恒流恒壓充電的時長小于預設放電時長。

優選地，步驟S1，所述第一額定電壓為4200mV，所述第一截止電流為0.05C。