CN102520363A - 一种锂离子电池的低温性能测评方法 - Google Patents

一种锂离子电池的低温性能测评方法 Download PDF

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孙红梅
周威
杨续来
张佳瑢
陈萍
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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池的低温性能测评方法，按照下述步骤进行：首先根据各型号锂离子电池测定标准值上限；然后测量待测锂离子单体电池化成前后的内阻；再将上述计算所测得的内阻数据与确定的锂离子电池分选标准值相比较，内阻小于标准值则合格，否则不合格；所述锂离子电池的分选标准值，是根据各型号电池化成前后内阻差的测量分布结果，取其中的中间分布密集区为标准值上限。本发明方法快速简单易行、测量结果准确，是一种不影响电池的测评和分选电池的测量方法。

Description

一种锂离子电池的低温性能测评方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池单体性能测评领域，更具体地说是涉及锂离子电池单体低温性能测评方法。
背景技术
目前，锂电池以具有电压高、比能量大、循环寿命长、环保等优点被广发应用。用作锂离子电池的正极活性材料主要有锂钴氧(LiCoO2)、锂锰氧(LiMn2O4)、锂镍氧(LiNiO2)和磷酸铁锂(LiFePO4)。由于LiFePO4具有原料来源丰富、价格低廉以及优良的高温循环性能和安全性能等优点，以LiFePO4为正极活性材料的锂离子电池(LiFePO4电池)最具发展前景。但与其它正极活性材料相比，LiFePO4材料固有的导电能力差的缺点，极大地限制了其在低温下的动力学特性。所以，改善磷酸铁锂体系的低温性能已经成为广大锂电池科研者以及锂离子电池生产企业急需解决的一个难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种快速简单易行、测量结果准确锂离子电池低温性能测评方法。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
锂离子电池的低温性能测评方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）锂离子电池化成前后的内阻分选标准值测定：根据各型号锂离子电池在低温露点-40℃以下的环境储存22-26h，然后画出内阻的测量分布结果图，取其中的分布密集区为标准值上限；
（2）测试待测锂离子电池在化成前后电池单体内阻，然后将上述测得的待测锂离子电池在化成前后的内阻差与确定的锂离子电池化成前后的内阻分选标准值相比较；
（3）若锂离子电池内阻小于标准值，锂离子电池合格，其低温充放电、大电流充放电和循环性能符合要求；若内阻值大于标准值，锂离子电池不合格，其低温充放电、大电流充放电和循环性能不符合要求。
电池的内阻由欧姆内阻与极化内阻两部分组成。欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的内阻，包括电化学极化和浓差极化引起的内阻。欧姆极化是由以下几个部分组成：（1）电解液的离子电阻（包括隔膜和多孔电极内部）；（2）两个电极的活性物质、集流体和引线的电子电阻；（3）活性物质与集流体的接触电阻。电池化成工艺主要是将电极活性物质完全活化、正负极表面成膜，但是由于电池在化成时发生化学反应的速率及正负极活性物质表面的结构不同，致使电池在化成前后内阻增加的幅度不同，因此电池在化成前后欧姆内阻不同。通过大量实践总结出，如果电池化成前后的内阻差过大，则电池的低温充放电性能将降低。这就可以通过在化成前后内阻增加幅度不同来评价其低温充放电性能的理论依据，同时也可以用此方法评价电池大电流充放电等性能。
本发明的有益效果：
本发明方法快速简单易行、测量结果准确，是一种不影响电池性能的新的评价方法。
附图说明
图1是本发明实施例1锂离子电池在化成前后内阻差测量分布对比图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：本发明的锂离子电池新测评方法应用于某款10Ah单体电池，分别测量30只单体电池在化成前后的内阻差，其测量结果见附图1。
确定锂离子电池或电池组分选标准值，取其中的分布密集区为标准值上限（举例说明，见附图1,30组3.2V/10Ah的电池化成前后的内阻差，其内阻差最大3.3mΩ，大部分在1.9-2.8mΩ之间，故选取2.8mΩ为标准值上限取值）具体的说是：分别测量30组电池化成前后的内阻，取其差值，挑选出内阻差分别为3.3、2.6、1.9mΩ的三只电池；在低温-20℃储存20h后，以0.33C放电至2.0V，测量以上三个电池低温放电容量，放电容量分别为3.8Ah、5.3Ah、5.5Ah。单体电池的容量为10Ah,要求电池-20℃的满电电池低温放电容量大于50%额定容量；取化成前后内阻差为2.8mΩ为电池低温内阻分选标准，化成前后内阻差大于2.8mΩ的电池，低温放电容量不合格，化成前后内阻差小于2.8mΩ的电池，低温放电容量合格。
实施例2：锂离子电池的低温性能测评方法，包括以下步骤：
（1）锂离子电池化成前后的内阻分选标准值测定：根据各型号锂离子电池在低温露点-40℃以下的环境储存24h，然后画出内阻的测量分布结果图，取其中的分布密集区为标准值上限；
（2）测试待测锂离子电池在化成前后电池单体内阻，然后将上述测得的待测锂离子电池在化成前后的内阻差与确定的锂离子电池化成前后的内阻分选标准值相比较；
（3）若锂离子电池内阻小于标准值，锂离子电池合格，其低温充放电、大电流充放电和循环性能符合要求；若内阻值大于标准值，锂离子电池不合格，其低温充放电、大电流充放电和循环性能不符合要求。

Claims (1)

1.一种锂离子电池的低温性能测评方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）锂离子电池化成前后的内阻分选标准值测定：根据各型号锂离子电池在低温露点-40℃以下的环境储存22-26h，然后画出内阻的测量分布结果图，取其中的分布密集区为标准值上限；
（2）测试待测锂离子电池在化成前后电池单体内阻，然后将上述测得的待测锂离子电池在化成前后的内阻差与确定的锂离子电池化成前后的内阻分选标准值相比较；
（3）若锂离子电池内阻小于标准值，锂离子电池合格，其低温充放电、大电流充放电和循环性能符合要求；若内阻值大于标准值，锂离子电池不合格，其低温充放电、大电流充放电和循环性能不符合要求。
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