一种锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池领域，且公开了一种锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法，包括以下步骤：将锂离子电池以准稳态充电方法充电至第一目标电位，记录参数；接着对锂离子电池放电至第二目标电位，记录参数；接着再以准稳态充电方法充电至于第一目标电位相同的第三目标电位，记录参数。在保护性气体保护下，拆解第一目标位所述锂离子电池，得到极片；拆解第二目标位所述锂离子电池，得到极片；该种新型应用于锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法，通过设置第一目标位、第二目标位和第三目标位可以根据实际使用的情况进行检测，在检测过程中更加突出反映了测试数据的准确性，更加准确反映动力汽车电池正极的热稳定性。热稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，具体为一种锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是采用含有锂元素的材料作为电极，依赖锂离子在正极和负极之间的移动来工作的一类电池。锂离子电池由于具有高能量密度、高功率密度和循环寿命长等诸多优点，因而在便携式电子设备、动力电池和储能电池等领域得到了极大的关注，并且逐渐在汽车动力能源中广泛应用。为了满足电动汽车续航需求，锂离子电池的研究正在朝着更高的能量密度发展。然而锂离子电池的安全问题仍然是限制其发展和应用的障碍。
[0003]锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液等组成。其中，正极材料是决定电池性能的关键。为了满足市场对高能量密度的需求，目前锂离子电池正极材料逐步向三元高镍材料发展。三元高镍材料相较于磷酸铁锂材料具有更高的容量，并且具有电导率高、倍率性能好等优点，但是三元高镍材料的热稳定性、安全性较差，在高温时会释放极其活泼的单态氧分子，并与电解液发生剧烈反应，在产生大量热的同时生成助燃剂氧气分子，严重影响电池安全性能。因此，要提高锂离子电池的安全性能就必须要研究正极材料的热稳定性；传统研究材料热稳定性的方法主要有热重分析法、差热分析法及示差扫描量热法等方法。
[0004]其中，热重分析法(TGA)是在程序控制温度下测量物质质量与温度关系的一种技术。许多物质在加热过程中常伴随质量的变化，这种变化过程有助于研究晶体性质的变化。如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理现象，也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。差热分析法(DTA) 是以某种在一定实验温度下不发生任何化学反应和物理变化的稳定物质(参比物)与等量的未知物在相同环境中等速变温的情况下相比较，未知物的任何化学和物理上的变化，与和它处于同一环境中的标准物的温度相比较，都要出现暂时的增高或降低。降低表现为吸热反应，增高表现为放热反应。差示扫描量热法(DSC)是一种研究材料热稳定性的常用方法。在程序控制温度下，测量输入到试样和参比物的功率差(如以热的形式)与温度的关系。差示扫描量热仪记录到的曲线称DSC曲线，它以样品吸热或放热的速率，即热流率dH/dt(单位毫焦/秒)为纵坐标，以温度T或时间t为横坐标，可以测量多种热力学和动力学参数，例如比热容、反应热、转变热、相图、反应速率、结晶速率、高聚物结晶度、样品纯度等。该法使用温度范围宽(
‑
175℃～725℃)、分辨率高、试样用量少。差示扫描量热法与差热分析法的原理相同，但性能优于差热分析法，测定热量比差热分析法准确，而且分辨率和重现性也比差热分析法好。它还可以用来研究生物膜结构和功能、蛋白质和核酸构象变化等，具有广泛的应用范围。
[0005]目前对锂离子电池进行热稳定测试时是通过对锂离子电池充电至目标电位后再进行测定，这种方式不能够完全的模拟电池放电后产生的热量；因此，无法准确的、真实的反映电极材料的热稳定性。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法，以至少解决
技术介绍
提出的问题之一。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法，包括以下步骤：
[0008]将锂离子电池以准稳态充电方法充电至第一目标电位，记录参数；接着对锂离子电池放电至第二目标电位，记录参数；接着再以准稳态充电方法充电至于第一目标电位相同的第三目标电位，记录参数。
[0009]在保护性气体保护下，拆解第一目标位所述锂离子电池，得到极片；拆解第二目标位所述锂离子电池，得到极片；拆解第三目标位所述锂离子电池，得到极片。
[0010]在保护性气体保护下，分别清洗所述极片，且经过干燥后，刮取所述极片表面的电极材料粉末得到极片粉料；将极片粉料放入到多个坩埚中，并加入相同量的电解质封口，在保护性气体保护下，将对所有所述坩埚内的极片粉料进行示差扫描量热法进行测试。
[0011]优选地，所述极片粉料的重量为10
‑
14mg。
[0012]优选地，在所述示差扫描量热法之前的操作均在保护性气体保护下进行。
[0013]优选地，通过所述示差扫描量热法测得第一目标电位的极片粉料温度、第二目标电位的极片粉料温度和第三目标电位的极片粉料温度。
[0014]优选地，所述第一目标电位的极片粉料的峰值温度与第三目标电位的极片粉料的峰值温度进行对比。
[0015]优选地，所有所述极片粉料通过热分析测试的方法为差示扫描量热法，以2℃/min～30℃/min的升温速率加热至终止温度为300℃～500℃。
[0016]优选地，所述保护性气体中水含量小于0.5ppm；所述保护性气体中氧气含量小于0.5ppm。
[0017]优选地，所述热分析测试的步骤中，所述电极材料处于密闭环境。
[0018]本专利技术实施例提供了一种锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法，具备以下有益效果：
[0019]该种新型应用于锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法，通过设置第一目标位、第二目标位和第三目标位可以根据实际使用的情况进行检测，在检测过程中更加突出反映了测试数据的准确性，更加准确反映动力汽车电池正极的热稳定性。
具体实施方式
[0020]下面将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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]本专利技术一实施方式提供了一种锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法，包括以下步骤S1～S4。
[0022]步骤S1：将锂离子电池以准稳态充电方法充电得到第一目标电位、第二目标电位和第三目标电位。
[0023]步骤S2：在保护性气体保护下，拆解第一目标电位锂离子电池、第二目标电位锂离子电池和第三目标电位锂离子电池得到极片。
[0024]步骤S3：在保护性气体保护下，扥别清洗得到的三个极片，干燥，刮取极片表面得到极片粉料，接着将极片粉料放入到多个坩埚中，并加入相同量的电解质封口。
[0025]步骤S4：在保护性气体保护下，将电极材料粉末进行热分析测试。
[0026]锂电池在使用的时候会产生热量，而热量会造成锂电池不稳定；因此，在锂电池使用之前需要对锂电池进行热稳定性评价；热稳定性指的是物质的耐热性能，即物体在受到温度的影响时的形变能力或者物体内发生化学变化的难易程度。其中在同样的条件下，物体形变越小或者内部发生化学反应的难度越大，则热稳定性越高。实际上材料的热稳定性是由材料本身的结构决定的，因而要研究电极材料的热稳定性，有必要知道电极材料的确定结构。对于锂离子电池电极材料而言，在充电的时候锂离子会不断从正极材料上脱离，并且立即嵌入到负极材料上；在不同情况的充电状态下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：将锂离子电池以准稳态充电方法充电至第一目标电位，记录参数；接着对锂离子电池放电至第二目标电位，记录参数；接着再以准稳态充电方法充电至于第一目标电位相同的第三目标电位，记录参数。在保护性气体保护下，拆解第一目标位所述锂离子电池，得到极片；拆解第二目标位所述锂离子电池，得到极片；拆解第三目标位所述锂离子电池，得到极片。在保护性气体保护下，分别清洗所述极片，且经过干燥后，刮取所述极片表面的电极材料粉末得到极片粉料；将极片粉料放入到多个坩埚中，并加入相同量的电解质封口，在保护性气体保护下，将对所有所述坩埚内的极片粉料进行示差扫描量热法进行测试。2.根据权利要求1所述的一种锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法，其特征在于，所述极片粉料的重量为10
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14mg。3.根据权利要求1所述的一种锂离子动力汽车电池正极材料热稳定性评价方法，其特征在于，在所述示差扫描量热法之前的操作均在保护性气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴睿，王焱，孙克亮，卢航，
申请(专利权)人：茵卡动力新能源江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：