The invention provides a method for quickly evaluating the high temperature storage stability of cathode materials of lithium ion batteries by combining differential scanning calorimetry (DSC). A buckled semi-battery is made of several similar cathode materials and charged to full state after cyclic activation; b) the semi-battery is disassembled and DSC tests are carried out together with the electrolyte to obtain the starting temperature T0 and the starting point between the peak and the exothermic peak. Slope K; c); Soft-packed full-cell made of the above-mentioned cathode materials by the same electrode process, and high temperature storage bulge rate SR; d) According to the SR, T0 and K values of the above-mentioned materials, the coefficients in the formula of the present invention are obtained. E) The T0 and K values of the material were obtained under the same conditions as the above semi-battery and DSC tests. The high temperature storage bulge SR of the material could be obtained by the formula. The method of the invention can simply and quickly evaluate the thermal storage stability of lithium electric cathode material.
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极材料热存储稳定性的快捷评价方法
本专利技术属于锂离子电池安全领域,尤其涉及锂离子电池正极材料热存储稳定性和安全性领域。
技术介绍
为了缓解能源和环境危机,当今世界各个国家对能源的转化、存储和利用技术越来越重视。锂离子电池作为一种高效的能量转化存储装置,已经广泛的应用到了移动数码,通信和交通工具等各个领域。然而,随着锂离子电池应用的不断普及,关于其安全事故的报道越来越多,如IBM笔记本锂离子电池的起火,三星GalaxyNote7手机爆炸,Tesla等新能源汽车自燃等新闻使人们越发担心锂离子电池的安全问题。因此,对于锂离子电池安全性能的评价研究已经成为锂离子电池领域各大研究机构和相关企业的工作重点。锂离子电池的安全性研究是一个涉及电池材料,工艺设计和电池管理等诸多方面的复杂课题。其中材料,特别是正极材料的稳定性是决定着锂离子电池稳定性和安全性的最根本因素之一。正极材料的高温稳定性是影响其搭载的锂离子电池自燃和爆炸的最主要原因。该原理是,锂离子电池在满电状态存储过程中,正极材料处于脱锂的高价和高活性状态,在高温环境下极易与电池内的电解液作用发生氧化反应,产生可逆或者不可逆的气体鼓胀,使电池的内阻增加发热,同时电性能明显下降,严重情况下就会导致电池泄漏、爆炸和自燃,发生安全事故。因此,如何衡量和评价离子电池高温存储稳定性显得尤为重要。目前,行业内对于锂离子电池正极材料高温存储稳定性的评价主要是测试其全电池满电状态下经过不等时间,或者不同温度存储前后电性能变化和鼓胀率。通过对比电性能指标变化程度和电池的鼓胀程度来衡量其可靠性和安全性。这种方式虽然能 ...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极材料热存储稳定性的快捷评价方法,其特征在于包括以下步骤:(1)选择至少4种与待测材料相似工艺的同体系正极材料制成扣式半电池;以恒流恒压模式对扣式半电池进行充放电循环活化,循环活化结束后,充至满电态;(2)在惰性气氛的手套箱中拆解上述电池,将极片上材料刮下,所得的刮粉补充电解液进行DSC测试并记录数据;(3)将上述DSC测试结果进行分析和处理,分别得到几种材料DSC放热峰的起峰温度T0和T0与放热峰顶点间的斜率K,K通过以下公式计算得到;
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极材料热存储稳定性的快捷评价方法,其特征在于包括以下步骤:(1)选择至少4种与待测材料相似工艺的同体系正极材料制成扣式半电池;以恒流恒压模式对扣式半电池进行充放电循环活化,循环活化结束后,充至满电态;(2)在惰性气氛的手套箱中拆解上述电池,将极片上材料刮下,所得的刮粉补充电解液进行DSC测试并记录数据;(3)将上述DSC测试结果进行分析和处理,分别得到几种材料DSC放热峰的起峰温度T0和T0与放热峰顶点间的斜率K,K通过以下公式计算得到;(1)其中,Hfp为吸热峰的HeatFlow值,Hf0为吸热峰起点处的HeatFlow值,Tp为吸热峰的温度;(4)将上述几种材料制成软包全电池,进行活化分容后充至满电态测试电池厚度;在45~85℃的高温烘箱中存储1~10天后取出,冷却至室温测试存储后的厚度,高温存储鼓胀率SR按公式(2)计算得到:(2)(5)将上述几种正极材料的DSC起峰点温度T0和K以及实测的全电池存储鼓胀率SR引入到公式(3)中,求出适合该正极材料体系和电池工艺体系的系数a,b,c和d;(3)(6)利用待测正极材料按照步骤(1),(2)和(3)进行扣式半电池制作、循环、充电、DSC测试和数据处理,得到待测材料DSC起峰点温度T0和K;代入到已经求得的公式(3)中,得到鼓胀率SR,根据SR评价待测材料的高温存储性能的优劣。2.根据权利要求1所述锂离子电池正极材料热存储稳定性的快捷评价方法,其特征在于,所述扣式半电池的正极片中正极材料含量为90~95wt.%。3.根据权利要求1所述锂离子电池正极材料热存储稳定性的...
【专利技术属性】
技术研发人员:于振兴,刘亚飞,陈彦彬,张学全,姜华伟,
申请(专利权)人:北京当升材料科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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