[發明專利]一種確定鋰電池N/P比的方法

在審

• 申請號: 202211412403.8
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN116314569A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王謙;趙志立;紀影;劉峰;李瑞
• 申請（專利權）人: 天津市捷威動力工業有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;G01R31/388;G01R31/389;H01M10/44;H01M4/139
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 劉東

本發明提供了一種確定鋰電池N/P比的方法，包括以下步驟：S1：按照預設的恒流充電電流，將鋰電池進行恒流充電，在完成恒流充電后對鋰電池進行恒壓充電，計算不同恒壓充電截止電流下的鋰電池的N/P比；S2：對具有不同N/P比的鋰電池進行多次充放電；S3：觀察充放電后的鋰電池的負極界面析鋰情況。本發明有益效果：本發明所述的確定鋰電池N/P比的方法操作簡單，將現有技術中通過制作不同N/P比的電池替換為通過改變充電截止電流完成電池N/P比的梯度設計，有效減少了電池制作成本，同時提高了實驗結果的準確性。

技術領域

本發明屬于鋰電池技術領域，尤其是涉及一種確定鋰電池N/P比的方法。

背景技術

N/P比是單位面積內負極與正極涂覆活性物質的容量之比，合理地制定N/P比對電池的設計至關重要。若N/P比過大會造成電池發揮相同容量下的制造成本以及結構尺寸的增加；若N/P比過小則會引起負極的嵌鋰點位不足從而導致電池析鋰，進而造成不可控的安全問題。

目前常見的設計N/P比的方案都是通過改變正負極漿料在集流體上的涂覆量，進而達到設計梯度N/P比的實驗目的。例如：公開號為CN?110007245A和CN?111008478A的專利分別提出了鋰電池N/P比的設計確定方法，通過制作不同N/P比的電池并結合三電極的手段對負極電勢進行比較，從而確定最優N/P比。這幾種方法都是制作了不同N/P比方案的電池，這種改變電池設計的方案有以下幾種缺陷：1.增加電池制造成本；2.不同實驗設計的電池由于涂覆量的變化會引起極片厚度和內阻的改變，進而影響電池的結構以及電性能，可能會為實驗引入新的變量因子，導致實驗結果不準確。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種確定鋰電池N/P比的方法，以確保實驗電池的一致性，避免引入新的變量因子，提高實驗結果準確性。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明的發明構思在于：首先獲取1C倍率充電曲線，該曲線是標準恒流恒壓充電方式，當充電電壓達到上限截止電壓時，開始轉恒壓充電，在恒壓階段充電容量仍會繼續升高(即正極繼續脫鋰發揮容量)，選取恒壓階段的末端作為N/P比設計的最大值，之后恒壓階段過程正極發揮的容量繼續變大，而負極的容量保持不變，故電池的N/P比不斷降低，因此通過對充電方式進行合理地選擇，調節恒壓充電截止電流，即可準確設計不同梯度的N/P比實驗。

一種確定鋰電池N/P比的方法，包括以下步驟：

S1：按照預設的恒流充電電流，將鋰電池進行恒流充電，在完成恒流充電后對鋰電池進行恒壓充電，計算不同恒壓充電截止電流下的鋰電池的N/P比；

S2：對具有不同N/P比的鋰電池進行多次充放電；

S3：觀察充放電后的鋰電池的負極界面析鋰情況，負極界面不發生析鋰的鋰電池對應的N/P比記為A，d為涂布公差常數，

鋰電池的N/P比

進一步地，S1中，不同恒壓充電截止電流下的鋰電池的N/P比需要滿足如下條件：

相鄰恒壓充電截止電流下的N/P比差值＞涂布公差常數×2。

進一步地，S1中，將鋰電池在1C條件下進行恒流充電至工作電壓，然后進行恒壓充電。

進一步地，S1中，分別計算0.05C、0.4C、0.7C和1C下的鋰電池的N/P比。

進一步地，S1和S2中，所述鋰電池正極材料為鎳鈷錳三元材料，負極材料為石墨。

進一步地，對具有不同N/P比的鋰電池按照和S1中相同的條件進行至少10次循環充放電。

進一步地，S1中，充電測試條件為：1C恒流充電至4.35V轉恒壓充電至截止電流為0.05C、0.4C、0.7C或1C。