一种复合电极干燥依赖的锂二次电池充放电容量的预测方法技术

本发明专利技术公开了一种复合电极干燥依赖的锂二次电池充放电容量的预测方法，应用于高性能二次电池的设计与运用，涉及新能源材料制造技术领域。其特点是基于复合电极活性层与集流体界面之间的粘接强度和活性颗粒服役时的Vegard应力，确定活性层与集流体界面接触面积减少量，结合复合电极的电阻率计算界面电阻；再根据化学‑力学耦合作用下的控制方程获得电池完成充放电时的截至时间；据此获得电池恒流充放电时的容量。本发明专利技术基于干燥依赖活性层与集流体界面损伤机制提出的物理力学方法准确揭示了服役过程中锂电池电化学性能衰减规律，为高能量密度复合电极的制备及其先进二次电池的开发与设计提供快速而准确的评估技术。

A prediction method of charge discharge capacity of lithium secondary battery dependent on composite electrode drying

【技术实现步骤摘要】
一种复合电极干燥依赖的锂二次电池充放电容量的预测方法
本专利技术涉及新能源材料制造
，尤其涉及一种复合电极干燥依赖的锂二次电池充放电容量的预测方法。
技术介绍
具有高能量密度的锂离子电池、锂硫电池和钠离子电池等电化学能源储存系统近年来获得了迅速发展，特别是其中石墨基锂电已广泛运用于消费电子产品、电动汽车和混合动力车辆系统，但电池容量和服役寿命与工程实际需求尚存在明显的距离；原因在于其中活性介质充放电时伴随着较大的体积变化和高应力，不仅影响颗粒自身的稳定性，且易破坏电极中由聚合物粘合剂和导电助剂组成的粘接与导电复合材料系统。因此产生的力学损伤与界面脱粘破坏，将引起电子运动通道失效和活性物质利用率减少，导致电池电化学性能的大幅度衰减，进而危及相关电池设备的安全运行。为此，不仅需要研发力学性能优良的电极复合材料，而且应重视其浆料的干燥成型，发展干燥依赖的电池容量预测方法，确保其在设计寿命周期内可靠服役。虽然，基于聚合物电解质物理老化效应导致的全固态电池系统在贮存与服役过程中电化学性能的定量方法研究已获得了较大进展。然而，迄今为止，电极浆料干燥成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合电极干燥依赖的锂二次电池充放电容量的预测方法，其特征在于，分析步骤如下：/na、从完全干燥的复合电极中裁切出长20mm、宽5mm的样品，将活性材料涂层用双面胶固定在不锈钢板上，剥离样品的另一端固定在活动夹具上，以30mm/min的速度进行180°剥离，获得界面完全分离的载荷F，计算活性层与集流体界面之间的粘接强度σ

【技术特征摘要】
1.一种复合电极干燥依赖的锂二次电池充放电容量的预测方法，其特征在于，分析步骤如下：
a、从完全干燥的复合电极中裁切出长20mm、宽5mm的样品，将活性材料涂层用双面胶固定在不锈钢板上，剥离样品的另一端固定在活动夹具上，以30mm/min的速度进行180°剥离，获得界面完全分离的载荷F，计算活性层与集流体界面之间的粘接强度σs＝0.2F；
b、活性颗粒在锂二次电池系统循环化学-力学共同作用下，考虑锂化或脱锂过程中活性颗粒弹性模量的变化以及应力对锂扩散的辅助作用，通过多场耦合有限元软件计算其在充放电条件下承受的最大Vegard应力σ；
c、应力σ使得活性层与集流体界面脱粘，二者之间接触面积的减少量Al随充放电循环次数N的变化规律由以活性层的相对应力控制的幂指数函数描述，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺耀龙，卞炟，朱作权，胡宏玖，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31