用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池技術(shù)檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，具有能量密度高、使用壽命長(zhǎng)、安全性能好的綠色電源一一鋰離子電池應(yīng)用廣泛。鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能、動(dòng)力等領(lǐng)域。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，同樣制作的電池，電池組的使用壽命要低于單體電池的使用壽命，這說(shuō)明電池一致性明顯影響電池的使用壽命。在電池的串并聯(lián)應(yīng)用中，電池的一致性問(wèn)題影響電池的效率和壽命，并且安全問(wèn)題也有影響。所以，組配成電池組的單體電池的一致性的要求應(yīng)該更加嚴(yán)格。
[0003]要保證電池的一致性，首先要保證電池的各項(xiàng)初始性能一致，電池的自放電性要保持一致，在使用過(guò)程中的衰退率要保持一致。目前電池一致性的篩選主要是利用常溫、低溫及高溫環(huán)境下對(duì)電池容量、內(nèi)阻、電壓、充放電放電平臺(tái)及自放電差異進(jìn)行篩選。
[0004]目前對(duì)電動(dòng)車用鋰離子動(dòng)力電池的生產(chǎn)一致性評(píng)價(jià)僅僅局限在對(duì)“宏觀”參數(shù)的定量評(píng)價(jià)上，然而，這些宏觀參數(shù)往往不能有效地評(píng)價(jià)電極的“微觀”特性。在鋰離子電池一致性的影響因素中，電極的一致性最為關(guān)鍵，也最為直接，因此探究出一種有效地、快速地評(píng)價(jià)電極一致性的方法無(wú)論對(duì)電池企業(yè)及時(shí)了解生產(chǎn)批次之間的穩(wěn)定性，還是對(duì)改善生產(chǎn)工藝均具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法，解決現(xiàn)有的僅能從宏觀上評(píng)價(jià)鋰離子電池生產(chǎn)一致性的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法，其特征在于，采用電化學(xué)阻抗譜測(cè)試法，包括以下步驟:
[0008](I)選擇同一批次的同極電極片，沖裁成圓片；
[0009](2)取步驟⑴制得的兩片圓片，在兩片之間加入隔膜，隔膜的直徑大于圓片的直徑；
[0010](3)裝入電池模型，固定壓力；
[0011](4)注入電解液，靜止0.5?1.5h ；
[0012](5)對(duì)電池施加一個(gè)交流信號(hào)的激勵(lì)，進(jìn)行阻抗譜掃描測(cè)試；
[0013](6)取另一批的同極電極片，重復(fù)步驟⑴?步驟(5)，比較不同批次電極片阻抗譜的變化趨勢(shì)。
[0014]其中，優(yōu)選地，所述圓片的直徑為4?6cm，所述隔膜的直徑的為5?7cm。
[0015]其中，優(yōu)選地，所述圓片的直徑為5cm，所述隔膜的直徑的為6cm。
[0016]其中，優(yōu)選地，所述電解液的注入量為2.0±0.2g。
[0017]其中，優(yōu)選地，所述交流信號(hào)的頻率為0.0lHz?10kHz。
[0018]其中，優(yōu)選地，所述步驟(3)中的壓力值為0.1MPa0
[0019]在本發(fā)明中，對(duì)稱電極指的是不同批次的同極電極(正極或負(fù)極)。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021]本發(fā)明提出的方法主要是用來(lái)評(píng)價(jià)鋰離子電池生產(chǎn)中不同批次之間極片的一致性，該方法不僅能有效地評(píng)價(jià)電極的“微觀”特性，并且評(píng)價(jià)快速，能夠提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也有利于改善、優(yōu)化生產(chǎn)工藝，從而提高單體電池的一致性。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1是實(shí)施例1中3個(gè)不同批次的正極的一致性對(duì)比圖；
[0024]圖2是實(shí)施例2中2個(gè)不同批次的正極的一致性對(duì)比圖；
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]實(shí)施例1
[0027]在鋰電池生產(chǎn)線上選擇三個(gè)不同批次(A/B/C)的正極極片，制備成模型電池。
[0028]采用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法，采用電化學(xué)阻抗譜測(cè)試法，包括以下步驟:
[0029](I)選擇A批次的正極電極片，沖裁成直徑為5cm的圓片；
[0030](2)取步驟⑴制得的兩片圓片，在兩片之間加入隔膜，隔膜的直徑為6cm ;
[0031](3)裝入電池模型，固定壓力，壓力為0.1MPa ；
[0032](4)注入2g電解液，靜止Ih ；
[0033](5)對(duì)電池施加一個(gè)交流信號(hào)的激勵(lì)，電壓激勵(lì)為5mV，頻率范圍:0.01Hz?10kHz，進(jìn)行阻抗譜掃描測(cè)試；
[0034](6)取B批次和C批次的同極電極片，分別重復(fù)步驟⑴?步驟(5)，比較不同批次電極片阻抗譜的變化趨勢(shì)。
[0035]圖1為三個(gè)批次之間的一致性測(cè)試結(jié)果，從測(cè)試結(jié)果可以看出，在擴(kuò)散階段，一致性差異比較大，這間接的說(shuō)明的電極內(nèi)部的擴(kuò)散阻抗比較大，電極的孔隙率有所差異。
[0036]同時(shí)，我們也測(cè)試了 A批次、B批次和C批次負(fù)極極片的抗譜，并對(duì)不同批次的變化趨勢(shì)進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，負(fù)極極片抗譜的變化趨勢(shì)與正極極片的變化趨勢(shì)相同。
[0037]實(shí)施例2
[0038]根據(jù)實(shí)施例1的測(cè)試結(jié)果，對(duì)鋰電池的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，包括涂布速度和烘箱溫度梯度的調(diào)整，然后選擇在鋰電池生產(chǎn)線上選擇A批次和B批次的正極極片，制備成模型電池。
[0039]采用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法，該方法采用電化學(xué)阻抗譜測(cè)試法，包括以下步驟:
[0040](I)選擇A批次的正極電極片，沖裁成直徑為4cm的圓片；
[0041](2)取步驟⑴制得的兩片圓片，在兩片之間加入隔膜，隔膜的直徑為5cm ;
[0042](3)裝入電池模型，固定壓力，壓力為0.1MPa ；
[0043](4)注入2g電解液，靜止Ih ；
[0044](5)對(duì)電池施加一個(gè)交流信號(hào)的激勵(lì)，電壓激勵(lì)為5mV，頻率范圍:0.01Hz?10kHz，進(jìn)行阻抗譜掃描測(cè)試；
[0045](6)取B批次正極電極片，分別重復(fù)步驟⑴?步驟(5)，比較不同批次電極片阻抗譜的變化趨勢(shì)。
[0046]圖2為改進(jìn)后電極的一致性測(cè)試結(jié)果，可以看出一致性得到了很大的改善。
[0047]同時(shí)，我們也測(cè)試了 A批次和B批次負(fù)極極片的抗譜，并對(duì)不同批次的變化趨勢(shì)進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，負(fù)極極片抗譜的變化趨勢(shì)與正極極片的變化趨勢(shì)相同。
[0048]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法，其特征在于，采用電化學(xué)阻抗譜測(cè)試法，包括以下步驟: (1)選擇同一批次的同極電極片，沖裁成圓片； (2)取步驟(I)制得的兩片圓片，在兩片之間加入隔膜，隔膜的直徑大于圓片的直徑； (3)裝入電池模型，固定壓力； (4)注入電解液，靜止0.5?1.5h ; (5)對(duì)電池施加一個(gè)交流信號(hào)的激勵(lì)，進(jìn)行阻抗譜掃描測(cè)試； (6)取另一批的同極電極片，重復(fù)步驟⑴?步驟(5)，比較不同批次電極片阻抗譜的變化趨勢(shì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法，其特征在于:所述圓片的直徑為4?6cm，所述隔膜的直徑的為5?7cm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法，其特征在于:所述圓片的直徑為5cm，所述隔膜的直徑的為6cm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法，其特征在于:所述電解液的注入量為2.0±0.2g。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法，其特征在于:所述交流信號(hào)的頻率為0.0lHz?10kHz。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法，其特征在于:所述步驟(3)中的壓力值為0.1MPa0
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用對(duì)稱電極快速評(píng)價(jià)鋰離子電池電極生產(chǎn)一致性的方法，該方法采用電化學(xué)阻抗譜測(cè)試法，包括以下步驟：選擇同一批次的同極電極片，沖裁成圓片；取制得的兩片圓片，在兩片之間加入隔膜，隔膜的直徑大于圓片的直徑；裝入電池模型，固定壓力；注入電解液，靜止0.5～1.5h；對(duì)電池施加一個(gè)交流信號(hào)的激勵(lì)，進(jìn)行阻抗譜掃描測(cè)試；取另一批的同極電極片，重復(fù)上述步驟，比較不同批次電極片阻抗譜的變化趨勢(shì)。該方法不僅能有效地評(píng)價(jià)電極的“微觀”特性，還能夠提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也有利于改善、優(yōu)化生產(chǎn)工藝，從而提高單體電池的一致性。
【IPC分類】G01R31/36, H01M10/058, H01M10/42
【公開號(hào)】CN105006597
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510253241
【發(fā)明人】安富強(qiáng), 王浩然
【申請(qǐng)人】北京波士頓動(dòng)力電池有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年5月18日