【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，更具体的说，本专利技术涉及一种锂离子电池补锂量的计算方法。
技术介绍
1、近年来，便携式电子产品、新能源汽车、智能电网、分布式储能、物联网等快速发展，不断对锂离子电池各项性能提出更高要求，其中电池循环性能和能量密度的提升最为迫切。
2、锂离子电池补锂技术是提升电池循环性能和能量密度的一个重要手段，锂离子电池化成过程中锂离子在负极表面生成sei膜消耗活性锂，导致电池容量损失，通过补锂技术可补偿活性锂，补锂技术将促进新型负极材料产业化进程，进一步提升电池循环性能和能量密度，极大促进锂离子电池的发展。
3、锂离子电池补锂工艺按技术路线可分为负极补锂和正极补锂两类，负极补锂技术研究开发时间较早，包括基于金属锂的物理混合补锂、自放电锂化、化学补锂、电化学锂化的多种补锂方式，其中基于金属锂的补锂技术较为成熟，由于金属锂补锂简单高效，不会引入其他物质，是最为理想的负极补锂剂，包括金属锂粉，金属锂带，金属锂条，金属锂块等。
4、常规负极补锂方法大多是蒸镀或压延一层金属锂于极片表面，但是补锂过程中，补锂量难以控制，当补充的锂过少时，首效和能量密度提升不明显，当补锂量过多时，会导致锂离子电池负极在充电过程中出现析锂的情况，存在安全隐患。
5、有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案，本申请人提供一种能够准确计算电芯所需补锂量的方法，在提升电池首效和能量密度的同时，保证电芯安全性，适用于锂离子电池化学体系。
技术实现思路
2、一种锂离子电池补锂量的计算方法，包括以下步骤：
3、s1、准备正极材料，制备正极极片；
4、s2、准备负极材料，制备负极极片；
5、s3、对s2中得到的负极极片进行补锂，补锂厚度为h1，单位为cm；锂的密度为ρ，单位为g/cm3；
6、s4、将s3补锂负极片裁切成面积为s的圆片与s1中正极极片和参比电极组装成扣电电池，充电至2.0v，进行性能检测；
7、s5、根据电池设计中的np值计算实际补锂厚度h2，计算公式为：
8、
9、其中，电芯正极材料克容量为c正，单位为mah/g；正极首次效率为α正；正极材料占正极体系比例loading为l正；正极体系面密度为w正，单位为g/cm2；
10、电芯负极材料克容量为c负，单位为mah/g；负极首次效率为α负；负极材料占负极体系比例loading为l负；负极体系面密度为w负，单位为g/cm2；c金属锂为金属锂的理论克容量，单位为mah/g；
11、金属锂利用率β＝c1/c2，c1为s3中补锂后扣电电池的实际容量，单位为mah；c2为补锂厚度h1的理论容量，c2＝c金属锂ρh1。
12、优选的，所述步骤s1中，正极首次效率α正为70％-99％，l正为80％-99％，w正为0.005g/cm2-0.08g/cm2。
13、优选的，所述步骤s1中，制备正极极片的方法为：
14、将正极材料、聚偏氟乙烯、炭黑和有机溶剂混合搅拌，再进行抽真空处理，过筛，在铝箔上进行涂布，辊压，分条，烘干，得到正极极片；
15、其中，正极材料包括但不限于钴酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钒氧锂、钒酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、富锂锰基材料中一种或多种的组合。
16、优选的，所述步骤s2中，负极首次效率α负为70％-99％，l负为80％-99％，w负为0.0024g/cm2-0.045g/cm2。
17、优选的，所述步骤s2中，制备负极极片的方法为：
18、将负极材料、羧甲基纤维素盐、炭黑、导电剂、丁苯橡胶和水混合搅拌，再进行抽真空处理，过筛，在铜箔上进行涂布，辊压，分条，烘干，得到负极极片；
19、其中，负极材料包括但不限于人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、硅碳、硅氧、钛酸锂中一种或多种的组合。
20、优选的，所述步骤s3中，金属锂克容量为3860mah/g；补锂厚度h1为0.0001cm-0.003cm，金属锂密度ρ为0.534g/cm3。
21、优选的，所述步骤s3中，补充的金属锂可以是锂箔、锂带、锂条、锂块、带孔锂箔、锂合金等中的一种或多种的组合。
22、优选的，所述步骤s3中，补锂的方式为压延覆合或蒸镀补锂中的一种或两种的组合。
23、优选的，所述步骤s5中，补锂电芯np值为1.01-1.30。
24、本专利技术的有益效果：
25、通过本申请提供的方法，可以准确计算根据电池设计中不同的np值以及不同的材料体系，精确计算出最佳补锂量，防止补锂量过少时，电池首效和能量密度提升不明显，补锂量过多时，导致的锂离子电池负极析锂情况，而刺穿隔膜引发安全隐患。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于：所述步骤S1中，正极首次效率α正为70％-99％，L正为80％-99％，W正为0.005g/cm2-0.08g/cm2。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于：所述步骤S1中，制备正极极片的方法为：
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于：所述步骤S2中，负极首次效率α负为70％-99％，L负为80％-99％，W负为0.0024g/cm2-0.045g/cm2。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于：所述步骤S2中，制备负极极片的方法为：
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于：所述步骤S3中，金属锂克容量为3860mAh/g；补锂厚度h1为0.0001cm-0.003cm，金属锂密度ρ为0.534g/cm3。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池补锂量的计算方法
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于：所述步骤S3中，补锂的方式为压延覆合或蒸镀补锂中的一种或两种的组合。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于：所述步骤S5中，补锂电芯NP值为1.01-1.30。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于：所述步骤s1中，正极首次效率α正为70％-99％，l正为80％-99％，w正为0.005g/cm2-0.08g/cm2。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于：所述步骤s1中，制备正极极片的方法为：
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于：所述步骤s2中，负极首次效率α负为70％-99％，l负为80％-99％，w负为0.0024g/cm2-0.045g/cm2。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池补锂量的计算方法，其特征在于：所述步骤s2中，制备负极...
【专利技术属性】
技术研发人员：林旺，黄晓伟，唐姣君，张校刚，周威，卓嘉鑫，蓝天锡，谭立怡，陶琼城，
申请(专利权)人：江西赣锋锂电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。