[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋰離子動(dòng)力汽車(chē)電池正極材料熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211375638.4
• 申請(qǐng)日: 2022-11-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115684264A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳睿;王焱;孫克亮;盧航
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)長(zhǎng)三角研究院（湖州）;茵卡動(dòng)力新能源江蘇有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N25/48
• 分類(lèi)號(hào): G01N25/48
• 代理公司: 海南恒于志遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 46009
• 代理人: 李?lèi)?/td>

本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，且公開(kāi)了一種鋰離子動(dòng)力汽車(chē)電池正極材料熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：將鋰離子電池以準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)充電方法充電至第一目標(biāo)電位，記錄參數(shù)；接著對(duì)鋰離子電池放電至第二目標(biāo)電位，記錄參數(shù)；接著再以準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)充電方法充電至于第一目標(biāo)電位相同的第三目標(biāo)電位，記錄參數(shù)。在保護(hù)性氣體保護(hù)下，拆解第一目標(biāo)位所述鋰離子電池，得到極片；拆解第二目標(biāo)位所述鋰離子電池，得到極片；該種新型應(yīng)用于鋰離子動(dòng)力汽車(chē)電池正極材料熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，通過(guò)設(shè)置第一目標(biāo)位、第二目標(biāo)位和第三目標(biāo)位可以根據(jù)實(shí)際使用的情況進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)過(guò)程中更加突出反映了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，更加準(zhǔn)確反映動(dòng)力汽車(chē)電池正極的熱穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體為一種鋰離子動(dòng)力汽車(chē)電池正極材料熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池是采用含有鋰元素的材料作為電極，依賴(lài)鋰離子在正極和負(fù)極之間的移動(dòng)來(lái)工作的一類(lèi)電池。鋰離子電池由于具有高能量密度、高功率密度和循環(huán)壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而在便攜式電子設(shè)備、動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池等領(lǐng)域得到了極大的關(guān)注，并且逐漸在汽車(chē)動(dòng)力能源中廣泛應(yīng)用。為了滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航需求，鋰離子電池的研究正在朝著更高的能量密度發(fā)展。然而鋰離子電池的安全問(wèn)題仍然是限制其發(fā)展和應(yīng)用的障礙。

鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、隔膜、電解液等組成。其中，正極材料是決定電池性能的關(guān)鍵。為了滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)高能量密度的需求，目前鋰離子電池正極材料逐步向三元高鎳材料發(fā)展。三元高鎳材料相較于磷酸鐵鋰材料具有更高的容量，并且具有電導(dǎo)率高、倍率性能好等優(yōu)點(diǎn)，但是三元高鎳材料的熱穩(wěn)定性、安全性較差，在高溫時(shí)會(huì)釋放極其活潑的單態(tài)氧分子，并與電解液發(fā)生劇烈反應(yīng)，在產(chǎn)生大量熱的同時(shí)生成助燃劑氧氣分子，嚴(yán)重影響電池安全性能。因此，要提高鋰離子電池的安全性能就必須要研究正極材料的熱穩(wěn)定性；傳統(tǒng)研究材料熱穩(wěn)定性的方法主要有熱重分析法、差熱分析法及示差掃描量熱法等方法。

其中，熱重分析法(TGA)是在程序控制溫度下測(cè)量物質(zhì)質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。許多物質(zhì)在加熱過(guò)程中常伴隨質(zhì)量的變化，這種變化過(guò)程有助于研究晶體性質(zhì)的變化。如熔化、蒸發(fā)、升華和吸附等物質(zhì)的物理現(xiàn)象，也有助于研究物質(zhì)的脫水、解離、氧化、還原等物質(zhì)的化學(xué)現(xiàn)象。差熱分析法(DTA) 是以某種在一定實(shí)驗(yàn)溫度下不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)和物理變化的穩(wěn)定物質(zhì)(參比物)與等量的未知物在相同環(huán)境中等速變溫的情況下相比較，未知物的任何化學(xué)和物理上的變化，與和它處于同一環(huán)境中的標(biāo)準(zhǔn)物的溫度相比較，都要出現(xiàn)暫時(shí)的增高或降低。降低表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)，增高表現(xiàn)為放熱反應(yīng)。差示掃描量熱法(DSC)是一種研究材料熱穩(wěn)定性的常用方法。在程序控制溫度下，測(cè)量輸入到試樣和參比物的功率差(如以熱的形式)與溫度的關(guān)系。差示掃描量熱儀記錄到的曲線(xiàn)稱(chēng)DSC曲線(xiàn)，它以樣品吸熱或放熱的速率，即熱流率dH/dt(單位毫焦/秒)為縱坐標(biāo)，以溫度T或時(shí)間t為橫坐標(biāo)，可以測(cè)量多種熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，例如比熱容、反應(yīng)熱、轉(zhuǎn)變熱、相圖、反應(yīng)速率、結(jié)晶速率、高聚物結(jié)晶度、樣品純度等。該法使用溫度范圍寬(-175℃～725℃)、分辨率高、試樣用量少。差示掃描量熱法與差熱分析法的原理相同，但性能優(yōu)于差熱分析法，測(cè)定熱量比差熱分析法準(zhǔn)確，而且分辨率和重現(xiàn)性也比差熱分析法好。它還可以用來(lái)研究生物膜結(jié)構(gòu)和功能、蛋白質(zhì)和核酸構(gòu)象變化等，具有廣泛的應(yīng)用范圍。

目前對(duì)鋰離子電池進(jìn)行熱穩(wěn)定測(cè)試時(shí)是通過(guò)對(duì)鋰離子電池充電至目標(biāo)電位后再進(jìn)行測(cè)定，這種方式不能夠完全的模擬電池放電后產(chǎn)生的熱量；因此，無(wú)法準(zhǔn)確的、真實(shí)的反映電極材料的熱穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種鋰離子動(dòng)力汽車(chē)電池正極材料熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，以至少解決背景技術(shù)提出的問(wèn)題之一。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種鋰離子動(dòng)力汽車(chē)電池正極材料熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：

將鋰離子電池以準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)充電方法充電至第一目標(biāo)電位，記錄參數(shù)；接著對(duì)鋰離子電池放電至第二目標(biāo)電位，記錄參數(shù)；接著再以準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)充電方法充電至于第一目標(biāo)電位相同的第三目標(biāo)電位，記錄參數(shù)。