长寿命二次电池的制备方法和二次电池技术

本发明专利技术提供了一种长寿命二次电池的制备方法和二次电池，涉及电池技术领域。本发明专利技术提供的长寿命二次电池的制备方法，包括：主要以正极片、负极片和电解液为原料制备二次电池，使得二次电池在88％

【技术实现步骤摘要】
长寿命二次电池的制备方法和二次电池


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其是涉及一种长寿命二次电池的制备方法和二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池因其体积小、能量密度高、无环境污染、自放电率低、无记忆效应、绿色环保等特点成为应用最广的电动汽车动力源。但同时，由于锂离子电池自身的性能衰退以及锂离子电池充放电管理等问题致使锂离子电池的寿命终结，往往造成整车系统整体的功能失效，因此，锂离子电池的寿命可靠性直接影响整车的有效使用年限。
[0003]当前储能领域的巨大需求，推动着锂离子电池追求更长的寿命。如何精准设计一款长寿命锂离子电池，减少不必要的设计裕度，降低成本，提升电池的一致性是锂电池研究过程中的重中之重。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的在于提供一种长寿命二次电池的制备方法，以解决上述问题中的至少一种。
[0006]本专利技术的第二目的在于提供一种二次电池。
[0007]本专利技术的第三目的在于提供一种二次电池循环循环寿命的评价方法。
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种长寿命二次电池的制备方法，包括：主要以正极片、负极片和电解液为原料制备二次电池，使得二次电池在88％
‑
98％ SOC阶段，3≤负极交换电流密度(J
N
)/正极交换电流密度(J
p
)≤5；
[0009]所述正极片包括正极集流体和设置于正极集流体上的正极活性材料层；
[0010]所述负极片包括负极集流体和设置于负极集流体上的负极活性材料层。
[0011]作为进一步技术方案，所述二次电池在90％ SOC阶段，3≤负极交换电流密度/正极交换电流密度≤5。
[0012]作为进一步技术方案，所述二次电池在90％ SOC阶段，3.5≤负极交换电流密度/正极交换电流密度≤4.5。
[0013]作为进一步技术方案，所述负极交换电流密度＝交换电/负极活性材料质量/负极片面积；
[0014]所述正极交换电流密度＝交换电/正极活性材料质量/正极片面积。
[0015]作为进一步技术方案，所述交换电的计算公式如下：
[0016][0017]其中，i0为交换电；R为理想气体常数；T为电池温度；n为转移电子数；F为法拉第常
数；K为在90％ SOC阶段电池的电流
‑
过电势曲线在开路电压处的斜率。
[0018]作为进一步技术方案，在90％ SOC下，对所述电池进行LSV或CV测试，获得电流
‑
过电势曲线，进而获得电流
‑
过电势曲线在开路电压处的斜率；
[0019]所述LSV或CV测试的范围为：开路电压
‑
10mV至开路电压+10mV。
[0020]作为进一步技术方案，采用电化学工作站进行LSV或CV测试。
[0021]作为进一步技术方案，所述二次电池包括锂离子电池。
[0022]第二方面，本专利技术提供了一种二次电池，包括：正极片和负极片；
[0023]所述正极片包括正极集流体和设置于正极集流体上的正极活性材料层；
[0024]所述负极片包括负极集流体和设置于负极集流体上的负极活性材料层；
[0025]所述二次电池在88％
‑
98％ SOC阶段，3≤负极交换电流密度/正极交换电流密度≤5。
[0026]第三方面，本专利技术提供了一种二次电池循环寿命的评价方法，若二次电池在88％
‑
98％ SOC阶段，3≤负极交换电流密度/正极交换电流密度≤5，则电池环循环寿命长。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0028]本专利技术提供的长寿命二次电池的制备方法，通过限定正负极的交换电流密度关系，实现高SOC阶段正负极的动力学性能匹配，减少充电过程中的析锂等风险，从而实现对电池循环寿命的快速评价以及精准设计。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为不同组别循环趋势；
[0031]图2为电池充电三电极检测结果。
具体实施方式
[0032]下面将结合实施方式和实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。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。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0033]第一方面，本专利技术提供了一种长寿命二次电池的制备方法，包括：主要以正极片、负极片和电解液为原料制备二次电池，使得二次电池在88％
‑
98％ SOC阶段，3≤负极交换电流密度/正极交换电流密度≤5；
[0034]所述正极片包括正极集流体和设置于正极集流体上的正极活性材料层；
[0035]所述负极片包括负极集流体和设置于负极集流体上的负极活性材料层。
[0036]SOC越高负极电位越趋近于0V，析锂风险增加。经专利技术人研究发现，当(J
N
/Jp)＜3
时，负极在高SOC动力学不足，正极动力学较大，此时负极表面Li
+
浓度过大，容易导致锂系析出，降低循环寿命；当(J
N
/Jp)＞5时，表明负极动力学过大，或者正极动力学过小，导致副反应增加，低容风险增加，成本增加。
[0037]本专利技术提供的长寿命二次电池的制备方法，通过限定正负极的交换电流密度关系，实现高SOC阶段正负极的动力学性能匹配，减少充电过程中的析锂等风险，从而实现对电池循环寿命的快速评价以及精准设计。
[0038]在一些可选的实施方式中，所述二次电池在90％ SOC阶段，3≤负极交换电流密度/正极交换电流密度≤5。
[0039]在一些可选的实施方式中，所述二次电池在90％ SOC阶段，3.5≤负极交换电流密度/正极交换电流密度≤4.5。
[0040]通过对二次电池在90％ SOC阶段，负极交换电流密度与正极交换电流密度比值的进一步优化和调整，使得制备得到的电池的寿命更长。
[0041]本专利技术中，所述负极交换电流密度＝交换电/负极活性材料质量/负极片面积，单位为mAh/(g*cm2)；
[0042]所述正极交换电流密度＝交换电/正极活性材料质量/正极片面积，单位为mAh/(g*cm2)。
[0043]在一些可选的实施方式中，所述交换电的计算公式如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长寿命二次电池的制备方法，其特征在于，包括：主要以正极片、负极片和电解液为原料制备二次电池，使得二次电池在88％
‑
98％SOC阶段，3≤负极交换电流密度/正极交换电流密度≤5；所述正极片包括正极集流体和设置于正极集流体上的正极活性材料层；所述负极片包括负极集流体和设置于负极集流体上的负极活性材料层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二次电池在90％SOC阶段，3≤负极交换电流密度/正极交换电流密度≤5。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二次电池在90％SOC阶段，3.5≤负极交换电流密度/正极交换电流密度≤4.5。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述负极交换电流密度＝交换电/负极活性材料质量/负极片面积；所述正极交换电流密度＝交换电/正极活性材料质量/正极片面积。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述交换电的计算公式如下：其中，i0为交换电；R为理想气体常数；T为电池温度；n为转移电子数；F为法拉第常数；K为在90％SOC阶段电池的电流
‑
过电势...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤阳，郁汶锦，胡学平，杨亦双，杨庆亨，侯建华，
申请(专利权)人：江苏中兴派能电池有限公司，
类型：发明
国别省市：