一种软包锂离子电池失效分析方法技术

本发明专利技术的一种软包锂离子电池失效分析方法，可解决现有的对锂离子电池失效分析方法较为单一，不能充分、全面的说明锂离子电池的失效机理的技术问题。通过记录电池失效前容量Q0和失效后容量Q1；把电池剪开，重新注入电解液后，抽真空再次封装，测试重注液电池容量Q2以及重注液后电池深度放电容量Q3；在充满惰性气体下拆解电池，通过原子吸收测试负极失效前、后锂含量分别为Wn0%和Wn1%；在充满惰性气体中组装成正极扣电，测试失效前、后正极稳定克容量分别为C0和C1；根据上述步骤计算影响因素容量。本发明专利技术能够清楚、直观地得到各个因素对锂离子电池失效的影响，分析其影响失效的主要因素，有针对性对电池进行改善，有利于提高电池的循环以及安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种软包锂离子电池失效分析方法
本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种软包锂离子电池失效分析方法。
技术介绍
锂离子电池在使用或者储存过程中会出现一定概率的失效，包括极化增大、正负极材料损坏、电解液消耗、析锂、可脱嵌锂损失等，严重影响着锂离子电池的使用性能、一致性、可靠性、安全性。对锂离子电池失效进行准确诊断快速找寻引起失效的主要因素，对锂离子电池性能提升和技术发展具有深远意义。目前有关锂离子电池失效分析方法，例如阻抗法、电压容量微分法、拆解分析法等较为单一。众所周知，锂离子电池的失效机理是一个多因素影响的复杂过程。已公开的失效分析方法较为单一，不能充分、全面的说明锂离子电池的失效机理。
技术实现思路
本专利技术提出的一种软包锂离子电池失效分析方法，可解决现有的对锂离子电池失效分析方法较为单一，不能充分、全面的说明锂离子电池的失效机理的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种软包锂离子电池失效分析方法，包括以下步骤：(1)记录电池失效前容量Q0和失效后容量Q1，本专利技术中提到的失效前是指电池化成分容后；(2)用陶瓷剪刀从电池一边剪开，重新注入电解液后，抽真空再次封装；充分静置后，测试重注液电池容量Q2以及重注液后电池深度放电容量Q3；(3)在充满惰性气体的手套箱中拆解电池，取出负极，通过原子吸收测试负极失效前、后锂含量分别为Wn0％和Wn1％；(4)在充满惰性气体的手套箱中组装成正极扣电，测试失效前、后正极稳定克容量分别为C0和C1；(5)根据上述步骤计算各个因素影响容量。进一步的，Q0、Q1、Q2测试工步为：以1C倍率充电至截止电压停止，静置1h以上，再转恒压充电至电流≤0.05C停止，静置1h以上，再以1C倍率将电池放电至规定下限电压停止，静置1h以上，循环3周，三周的平均值即为Q0、Q1、Q2。进一步的，步骤(2)中重新注液前需将电池以0.04C倍率放电至空电。进一步的，步骤(2)中深度放电容量测试工步：以1C倍率充电至截止电压停止，静置1h以上，再转恒压充电至电流≤0.05C停止，静置1h以上，再以1C倍率将电池放电至规定下限电压停止，静置1h以上，再0.1C恒流放电至至下限电压，接着0.01C恒流放电至下限电压，0.01C恒流放电循环3次，1C、0.1C、0.01C放电的总和记为Q3。进一步的，步骤(3)中拆解前将电池以0.04C倍率放电至空电：进一步的，步骤(4)正极克容量测试工步：以0.1C倍率充电至截止电压停止，静置10min以上，再转恒压充电至电流≤0.05C停止，静置10min以上，再以0.1C倍率将电池放电至规定下限电压停止，静置1h以上，循环5周，正极稳定克容量取后四周平均值。进一步的，步骤(5)各个影响影响容量计算公式如下：(1)总容量损失ΔQ＝Q1-Q0；(2)极化影响容量＝Q3-Q2；(3)电解液影响容量＝Q2-Q1；(4)正极结构破坏影响容量＝(C0-C1)*正极活性物质质量/1000；(5)负极副产物影响容量＝(Wn1％-Wn0％)*负极涂布质量/Li*F；其中Li的相对原子质量为6.94g/mol，F为法拉第常数，F＝96438C/mol或F＝26.8Ah/mol。由上述技术方案可知，本专利技术的软包锂离子电池失效分析方法，能够综合极化、电解液、材料、副反应等多个因素全面分析锂离子电池失效机理，通过计算能够得到各个因素影响大小，从而直观、准确地找到锂离子电池失效主要因素。综上本专利技术提出了一种软包锂离子电池失效分析方法，能够清楚、直观地得到各个因素对锂离子电池失效的影响，分析其影响失效的主要因素，有针对性对电池进行改善，有利于提高电池的循环以及安全性能。附图说明图1是本专利技术的方法流程图；图2为本专利技术中实施例1锂离子电池循环曲线；图3为本专利技术实施例1锂离子电池失效前、后正极克容量曲线；图4为本专利技术实施例1锂离子电池各成分影响容量。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。如图1所示，本实施例所述的软包锂离子电池失效分析方法，包括以下步骤：S100、记录电池失效前容量Q0和失效后容量Q1，所述失效前是指电池化成分容后；S200、用陶瓷剪刀从电池一边剪开，重新注入电解液后，抽真空再次封装，静置后，测试重注液电池容量Q2以及重注液后电池深度放电容量Q3；S300、在充满惰性气体的手套箱中拆解电池，取出负极，通过原子吸收测试负极失效前、后锂含量分别为Wn0％和Wn1％；S400、在充满惰性气体的手套箱中组装成正极扣电，测试失效前、后正极稳定克容量分别为C0和C1；S500、根据上述步骤计算影响因素容量。所述Q0、Q1、Q2测试工步分别为：以1C倍率充电至截止电压停止，静置1h以上，再转恒压充电至电流≤0.05C停止，静置1h以上，再以1C倍率将电池放电至设定下限电压停止，静置1h以上，循环3周，三周的平均值即为Q0、Q1、Q2。其中，所述S200中重新注液前将电池以0.04C倍率放电至空电。其中，所述步骤S200中深度放电容量测试工步：以1C倍率充电至截止电压停止，静置1h以上，再转恒压充电至电流≤0.05C停止，静置1h以上，再以1C倍率将电池放电至规定下限电压停止，静置1h以上，再0.1C恒流放电至至下限电压，接着0.01C恒流放电至下限电压，0.01C恒流放电循环3次，1C、0.1C、0.01C放电的总和记为Q3。其中，所述S300中拆解前将电池以0.04C倍率放电至空电。其中，所述S400中正极克容量测试工步：以0.1C倍率充电至截止电压停止，静置10min以上，再转恒压充电至电流≤0.05C停止，静置10min以上，再以0.1C倍率将电池放电至规定下限电压停止，静置1h以上，循环5周，正极稳定克容量取后四周平均值。其中，所述S500影响影响容量计算方法如下：(1)总容量损失ΔQ＝Q1-Q0；(2)极化影响容量＝Q3-Q2；(3)电解液影响容量＝Q2-Q1；(4)正极结构破坏影响容量＝(C0-C1)*正极活性物质质量/1000；(5)负极副产物影响容量＝(Wn1％-Wn0％)*负极涂布质量/Li*F；其中Li的相对原子质量为6.94g/mol，F为法拉第常数，F＝96438C/mol或F＝26.8Ah/mol。以下具体举例说明：实施例1如图2、图3、图4所示，实施例中所用电池均为铁锂叠片软包电池，所注电解液为配套铁锂电解液。其中正极材料为磷酸铁锂，负极材料为石墨，极片的尺寸为12.3cm*9.3cm，容量约为6.8Ah。(1)25本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软包锂离子电池失效分析方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS100、记录电池失效前容量Q0和失效后容量Q1，所述失效前是指电池化成分容后；/nS200、用陶瓷剪刀从电池一边剪开，重新注入电解液后，抽真空再次封装，静置后，测试重注液电池容量Q2以及重注液后电池深度放电容量Q3；/nS300、在充满惰性气体的手套箱中拆解电池，取出负极，通过原子吸收测试负极失效前、后锂含量分别为Wn0%和Wn1%；/nS400、在充满惰性气体的手套箱中组装成正极扣电，测试失效前、后正极稳定克容量分别为C0和C1；/nS500、根据上述步骤计算影响因素容量。/n

【技术特征摘要】
1.一种软包锂离子电池失效分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
S100、记录电池失效前容量Q0和失效后容量Q1，所述失效前是指电池化成分容后；
S200、用陶瓷剪刀从电池一边剪开，重新注入电解液后，抽真空再次封装，静置后，测试重注液电池容量Q2以及重注液后电池深度放电容量Q3；
S300、在充满惰性气体的手套箱中拆解电池，取出负极，通过原子吸收测试负极失效前、后锂含量分别为Wn0%和Wn1%；
S400、在充满惰性气体的手套箱中组装成正极扣电，测试失效前、后正极稳定克容量分别为C0和C1；
S500、根据上述步骤计算影响因素容量。


2.根据权利要求1所述的软包锂离子电池失效分析方法，其特征在于：所述Q0、Q1、Q2测试工步分别为：
以1C倍率充电至截止电压停止，静置1h以上，再转恒压充电至电流≤0.05C停止，静置1h以上，再以1C倍率将电池放电至设定下限电压停止，静置1h以上，循环3周，三周的平均值即为Q0、Q1、Q2。


3.根据权利要求1所述的软包锂离子电池失效分析方法，其特征在于：所述S200中重新注液前将电池以0.04C倍率放电至空电。


4.根据权利要求1所述的软包锂离子电池失效分析方法，其特征在于：所述步骤S200中深度放电容量测试工步：
以1C倍率充电至截止电压停止，静置1h以上，再转恒压充电至电流≤0.05...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵素霞，吴浩，代娟，李丽娟，吴欢欢，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34