一种锂离子电池的性能评价方法技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池的性能评价方法，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池的性能评价方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体地，涉及一种锂离子电池的性能评价方法
。

技术介绍

[0002]锂离子电池因比能量高
、
循环寿命长
、
绿色无污染等优点，广泛应用在消费类电子产品和新能源汽车上
。
在锂离子电池的电芯生产制造过程中，通常在分容结束后会对电芯进行自放电筛选，目的是筛选出不合格的电芯
。
自放电筛选时通过测试电芯的
K
值
、K
值不良率来完成的
。K
值是用于描述电芯自放电速率的物理量，
K
值是锂电池电芯制造企业在出货前必须测试的项目，
K
值的测试具有以下意义：
(1)
筛选出微短路电芯：在电芯生产过程中可能会引入粉尘，或者在焊接过程中会产生金属颗粒，极片
、
隔膜来料等也会携带粉尘，这些都会造成电芯内部微短路
。
微短路电芯如果不能及时检出的话，在后续电芯使用过程中就有可能刺穿隔膜形成短路，从而造成电芯热失控，引发安全事故
。
对于微短路电芯，通过分容容量和测量一次
OCV(Open circuitvoltage
，开路电压
)
无法筛选出，必须引入自放电筛选，通过计算电芯存储电压下降速率来判断电芯是否存在微短路情况
。(2)
电芯一致性筛选：
K
值是对电芯电压下降速率的定量描述，计算方法为两次测试的开路电压差除以两次电压测试的时间间隔
。K
值过大，说明电芯存储电压下降速度太快，如果自放电大的电芯出货给客户，自放电大的电芯的电压一致性会随着时间的推移极差越来越大
。
根据木桶原理，如果自放电异常电芯与正常电芯组成模组，各电芯自放电的不一致性会导致锂电池组寿命减少，出现容量迅速衰减，从而影响电芯的使用
。K
值不良率是同一批次电芯中
K
值超过某个特定值的电芯个数占同批次电芯总数的比例，若
K
值不良率过高会极大地降低电池出货的一致性，严重降低电池的安全性能和使用寿命
。
[0003]基于此，如何评价锂离子电池的
K
值不良率和评价锂离子电池的安全性
、
出货的一致性，是本领域技术人员在研究中急需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种锂离子电池的性能评价方法，该锂离子电池的性能评价方法通过判断正极活性材料中非磁性金属异物含量是否满足特定范围，进而判断锂离子电池的
K
值不良率和评价锂离子电池的安全性和使用寿命
。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种锂离子电池的性能评价方法，包括以下步骤：
S1、
取锂离子电池的正极活性材料加水过筛，收集筛上物；
S2、
过滤筛上物，收集滤渣；
S3、
将滤渣加入酸性物质中，由此制备混合液；然后对混合液进行加热消解，得到待测液；其中待测液中正极活性材料的浓度为
2ppb
；
S4、
检测待测液中铜元素
、
锌元素的含量；以
y1
表示待测液中锌元素的含量，以
y2
表示待测液中铜元素的含量，
y1、y2
的单位为
ppb
；当
y1、y2
满足：
(y1+0.894)/4826.52
＜
0.1
％且
(y2
‑
0.762)/711.05
＜
0.1
％时，则判断锂离子电池的性能符合要求
。
由于锂离子电池所采用的正极活性材料对电芯的安全性
、
使用寿命有比较大的影响，专利技术人发现，对于固定的锂离子电池体系，其所采用的正极活性材料中
y1
值
(
锌元素
含量
)、y2
值
(
铜元素含量
)
均与该电池的
K
值不良率存在较为明显的相关性，因此，
y1、y2
均与该电池的安全性和使用寿命存在相关性，当
y1、y2
满足：
(y1+0.894)/4826.52
＜
0.1
％且
(y2
‑
0.762)/711.05
＜
0.1
％时，该锂离子电池的
K
值不良率处于较低的水平，安全性能和循环寿命处于较高的水平
。
因此本专利技术提供的锂离子电池的性能评价方法通过连续过筛和过滤的方式富集正极材料中的非磁性金属，并检测正极材料中非磁性金属异物的含量，通过判断正极材料中非磁性金属异物含量是否满足特定范围，进而判断锂离子电池的
K
值不良率和评价锂离子电池的安全性和出货的一致性
。
将该方法应用于锂离子电池的制备和筛选中，将可以量化的非磁性金属的含量作为判断电池
K
值不良率和电池性能的指标，有利于制备和筛选使用寿命长
、
安全性能高的锂离子电池；将该方法应用于锂离子电池的性能评价中，有利于评价锂离子的性能是否符合要求，且该方法操作简单
、
效率高
、
成本低
、
适合工业化生产
。
[0006]优选地，在
S4
中，若每
50mL
待测液中，
y1
＜4且
y2
＜
1.5
，则判断锂离子电池的性能符合要求
。
若在待测液中
y1、y2
满足上述特定的范围，则该锂离子电池的
K
值不良率处于较低的水平，进而可以判断和评价该锂离子电池的性能符合要求，其具备优异的安全性和使用寿命
。
[0007]优选地，在
S1
中，过筛所采用的筛网为
800
目筛网
。
本专利技术通过控制评价锂离子电池性能的过程中过筛所采用的筛网的目数，能够充分地将正极材料中非磁性金属
Cu、Zn
富集起来，提高后续测定正极材料中非磁性金属含量的准确度，进而保证评估锂离子电池
K
值不良率和判断锂离子电池性能的准确度
。
[0008]优选地，过筛是在超声环境下进行；
[0009]优选地，超声时间为
10
～
30
分钟
。
[0010]优选地，在
S2
中，过滤所采用的滤膜的孔径为
0.22
～
0.45
μ...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池的性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
取所述锂离子电池的正极活性材料加水过筛，收集筛上物；
S2、
过滤所述筛上物，收集滤渣；
S3、
将所述滤渣加入酸性物质中，由此制备混合液；然后对所述混合液进行加热消解，得到待测液；其中所述待测液中所述正极活性材料的浓度为
2ppb
；
S4、
检测所述待测液中铜元素
、
锌元素的含量；以
y1
表示待测液中锌元素的含量，以
y2
表示待测液中铜元素的含量，所述
y1、
所述
y2
的单位为
ppb
；当
y1、y2
满足：
(y1+0.894)/4826.52
＜
0.1
％且
(y2
‑
0.762)/711.05
＜
0.1
％时，则判断所述锂离子电池的性能符合要求
。2.
如权利要求1所述锂离子电池的性能评价方法，其特征在于，在所述
S4
中，若每
50mL
所述待测液中，所述
y1
＜4且所述
y2
＜
1.5
，则判断所述锂离子电池的性能符合要求
。3.
如权利要求1所述锂离子电池的性能评价方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世豪，杨子健，石忠洋，刘范芬，苑丁丁，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：