一种Li（M制造技术

本发明专利技术涉及一种Li(M1‑

【技术实现步骤摘要】
一种Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池挑选方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池挑选方法。

技术介绍

[0002]锂电池由于高安全性、超长寿命和优异的倍率性能以及低温特性成为快充型动力电池、启停系统电源、能源存储系统的优先选择对象。锂离子电池在实际应用时，电池单体需要以串并联形式组成电池模组，通常串并联的模式对电池单体间的一致性要求极其严苛。单体间差异会严重影响电池模组容量发挥，严重时造成电池单体的非可逆损伤，进而引起电池模组的报废甚至安全事故。内阻和自放电是电池成组后使用过程中，引起电池单体差异的主要原因。因此，快速、有效、准确地对电池单体进行大内阻、高自放电筛选分类然后配组，能够保证电池模组安全高效的工作，具有较大的经济效益。
[0003]钛酸锂电池由于具有零应变特性，目前被越来越多的应用于启动电源、大倍率充放电和低温等特殊环境中，但是钛酸锂电池的容量比较低，目前针对其容量缺点，开发设计出一款Li(M
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)PO4/Li4Ti5O
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体系电池，其中M代表V、Mn、Co、Cr元素中的一种，这种体系电池容量较高，安全性能也高。但是目前对于此种体系电池的研究比较少，电池整体状态工作状态认识不足，挑选方案尚不完善，需要进一步探索。
[0004]目前，大多数钛酸锂电池自放电及内阻挑选方法都是针对正极使用锰酸锂、钴酸锂或者三元材料中的一种或者几种，负极为钛酸锂材料的电池体系。厂家对电池进行挑选时，首先将电池充电到高电压区，待电压稳定后，测试并记录电池内阻，并且对电池进行一段时间(至少一周左右)搁置，然后记录电池的压降，计算电池自放电，最后根据测试的内阻和自放电对电池进行挑选和配组。这种方法对于Li(M
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)PO4/Li4Ti5O
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体系电池的局限性在于无法全面的反应电池在不同带电状态时电池的内阻以及自放电情况，电池成组后依旧会由于内阻和自放电造成电池单体间性能差异较大。这是因为Li(M
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)PO4/Li4Ti5O
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体系电池具有两个明显的工作电压平台，在充放电过程中其正负极活性物质中的锂离子浓度在时刻发生变化，锂离子浓度差严重影响了锂离子在活性材料中的扩散速率，并且活性材料由于锂离子的嵌入脱出其结构也在不断变化，所以不同带电态电池测试的内阻和自放电也会有很大差异。所以传统筛选方法只对电池高电压态下进行筛选无法准确有效地筛选出Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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体系电池的内阻及自放电真实情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是现有的筛选或挑选方法无法准确有效地筛选出Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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体系电池的内阻及自放电真实情况。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池挑选方法，包括对Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池在高电态、半电态以及低电态中的至少两种电态情况下进行测试，根据测试结果对电池单体进行挑选配组。
[0007]本专利技术的有益效果是：由于锂电池在不同带电状态下其内阻和自放电也是在不断变化的，本专利技术主要依据Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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电池在充放电曲线中特有的三个快速压降区，如图1所示，通过在这三个快速压降区的至少两处进行测试筛选，能够有效保证配组后电池在各个工作状态的内阻和自放电趋势一致性高，经过长时间工作后，电池单体间依旧可以保持高度的一致性，提高模组使用寿命。
[0008]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0009]进一步，Li(M
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)PO4为锂离子电池的正极活性材料，其中，x为0.2～0.8；匀浆配方中，正极活性材料占比90～96％，导电剂占比2～5％，粘结剂占比2～5％。其中，不同比例成分会影响电池两个平台放电比例。具体来讲Fe含量多，对应1.6～1.9V平台放电电量多；而过渡金属M含量多，对应2.3～2.45V平台，放电电量会多一些。
[0010]进一步，Li4Ti5O
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为锂离子电池的负极活性材料，匀浆配方中，负极活性材料占比90～95％，导电剂占比2～5％，粘结剂占比2～5％。
[0011]进一步，Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池为由正负极片分切卷绕制备而成的圆柱电池；正极片面密度12～20mg/cm2，压实密度3.0～3.6mg/cm3；负极片面密度12～20mg/cm2，压实密度1.2～5.5mg/cm3。
[0012]进一步，Li(M
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池的正负极导电剂分别为导电炭黑、科琴黑、单壁碳纳米管或者石墨烯中的一种或几种混合；粘结剂为PVDF、PVA、SBR和CMC中的一种或几种；Li(M
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池的粘结剂为PVDF、PVA、SBR和CMC中的一种或几种。
[0013]一种Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池挑选方法，包括以下步骤：
[0014]步骤1：将化成后的电池恒流0.1～4C充电至低电态1.2V～1.6V，恒压截止电流0.01C，静置15～60min后，测试并记录电池开路电压、内阻Ω1；优选的恒流充电电流1～1.5C，充电截止电压为1.4～1.5V，静置时间为30～40min；
[0015]步骤2：将电池在30～60℃下放置10～36h；测试电池的电压，计算两次测定的电压之间的压差ΔV1；
[0016]步骤3：将电池0.1～4C补电至半电态1.9V～2.2V，恒压截止电流0.01C，静置30min～60min后，测试并记录电池开路电压、内阻Ω2；优选的恒流充电电流1～1.5C，充电截止电压为2.0～2.1V，静置时间为30～40min；
[0017]将电池在30～60℃下放置10～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
12
高容量电池挑选方法，其特征在于，包括对Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池在高电态、半电态以及低电态中的至少两种电态情况下进行测试，根据测试结果对电池单体进行挑选配组。2.根据权利要求1所述一种Li(M
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池挑选方法，其特征在于，Li(M
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Fe
x
)PO4为锂离子电池的正极活性材料，其中，x为0.2～0.8；匀浆配方中，正极活性材料占比90～96％，导电剂占比2～5％，粘结剂占比2～5％。3.根据权利要求1所述一种Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池挑选方法，其特征在于，Li4Ti5O
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为锂离子电池的负极活性材料，匀浆配方中，负极活性材料占比90～95％，导电剂占比2～5％，粘结剂占比2～5％。4.根据权利要求1所述一种Li(M
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池挑选方法，其特征在于，Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池为由正负极片分切卷绕制备而成的圆柱电池；正极片面密度12～20mg/cm2，压实密度3.0～3.6mg/cm3；负极片面密度12～20mg/cm2，压实密度1.2～5.5mg/cm3。5.根据权利要求2或3所述一种Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池挑选方法，其特征在于，Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池的正负极导电剂分别为导电炭黑、科琴黑、单壁碳纳米管或者石墨烯中的一种或几种混合；粘结剂为PVDF、PVA、SBR和CMC中的一种或几种；Li(M
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池的粘结剂为PVDF、PVA、SBR和CMC中的一种或几种。6.一种Li(M
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Fe
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)PO4/Li4Ti5O
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高容量电池挑选方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将化成后的电池恒流0.1～4C充电至低电态1.2V～1.6V，恒压截止电流0.01C，静置15～60min后，测试并记录电池开路电压、内阻Ω1；步骤2：将电池在30～60℃下放置10～36h；测试电池的电压，计算两次测定的电压之间的压差ΔV1；步骤3：将电池0.1～4C补电至半电态1.9V～2.2V，恒压截止电流0.01C，静置30min～60min后，测试并记录电池开路电压、内阻Ω2；将电池在30～60℃下放置10～36小时，测试电池的电压，计算两次测定的电压之间的压差ΔV2；步骤4：将电池0.1～4C补电至高电态2.4～3.0V，恒压截止...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔维国，费鹏扬，李爱红，王茂范，
申请(专利权)人：天津普兰能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：