CN108427074A - 一种锂离子电池循环寿命预测的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂离子电池循环寿命预测的方法，包括以下步骤：（1）制备锂离子电池正极片，并控制涂布后正极片的失重比小于0.2%；（2）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（1）中正极片的阻抗值R1，随后测试用步骤（1）中的正极片制备的电池的循环测试寿命次数L1；（3）制备与步骤（1）为不同批次的锂离子电池正极片，并控制涂布后正极片的失重比小于0.2%；（4）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（3）中正极片的阻抗值R2；（5）通过计算预测出用步骤（3）中的正极片制备的锂离子电池的循环寿命L2。本发明的优点是通过测量碾压后正极片的阻抗值和封装后电池的循环寿命，预测封装后电池寿命，从而在电池制备前预知其寿命，缩短研发、生产周期。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及到一种锂离子电池循环寿命预测的方法。
背景技术
随锂离子电池具有能量密度大、工作电压高、循环寿命长的特点，在动力电池领域应用越来越广泛，作为新能源汽车的核心组成部分，锂离子电池的循环寿命对电动汽车使用至关重要。目前锂离子电池在研发、生产过程中主要采用两种方式进行寿命预测：一种是特定充放电条件下的循环测试，另外一种是采用数学模型拟合来预测寿命。
现有的寿命预测大多采用充放电循环的方式，电池寿命预测的方法主要为实际测试电池的寿命，电池按照设定的程序进行充放电循环，这种方法具有以下缺点：1、测试成本高，需要大量的充放电设备；2、测试周期长，1C循环1000次需要4个月的时间，影响研发、生产进度，专利CN201710208705.6公开了一种基于电化学反应机理仿真的锂离子电池寿命预测方法，该专利通过测量各种电池结构参数、热力学参数、动力学参数；机理模型建立；耦合计算来预测电池寿命。该方法对检测仪器及操作者的技能、知识储备要求较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂离子电池循环寿命预测的方法，通过测量碾压后正极片的阻抗值和封装后电池的循环寿命，预测封装后电池寿命的方法，从而在电池制备前预知其寿命，缩短研发、生产周期。
本发明采用的技术方案如下：
一种锂离子电池循环寿命预测的方法，包括以下步骤：
（1）制备锂离子电池正极片，并控制涂布后正极片的失重比≦0.2%；
（2）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（1）中正常碾压后正极片的阻抗值R1，随后测试用步骤（1）中的正极片制备的电池的循环测试寿命次数，并记为L1；
（3）制备与步骤（1）为不同批次的锂离子电池正极片，并控制涂布后正极片的失重比≦0.2%；
（4）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（3）中正常碾压后正极片的阻抗值R2；
（5）通过计算预测出用步骤（3）中的正极片制备的锂离子电池的循环寿命L2，随后即可定性判断用步骤（3）中的正极片制备的锂离子电池的寿命优劣，其中计算所用公式为：L2=L1/(R2/R1)。
优选的，所述步骤（2）与步骤（5）中制备的锂离子电池使用的正、负极材料均相同。
本发明的优点在于：
1.在前期正极片阻抗和循环寿命数据的基础上，通过对碾压后正极片阻抗的测定，即可定性判定该正极片制备成电池的循环寿命的优劣，不必等到成电池试验测试，缩短评估周期。
2.通过对正极片阻抗的测定，收集极片阻抗值和循环寿命数据，亦可对生产过程进行监控，做到提前预警；
3.对于使用相同的正、负极材料，电解液、隔膜纸的不同型号电池该方法同样适用。
具体实施方式
下面对本发明一种锂离子电池循环寿命预测的方法作进一步详细描述。
实施例1
（1）制备锂离子电池正极片，选取5pcs碾压后的正极片；
（2）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（1）中正常碾压后正极片的阻抗值，均值为：R1=9Ω，随后测试用步骤（1）中的正极片制备的电池的循环测试寿命次数，均值为：L1=1000，其中，循环测试温度为25℃，容量保持率为80%；
（3）制备与步骤（1）为不同批次的锂离子电池正极片，选取5pcs碾压后的正极片；
（4）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（3）中正常碾压后正极片的阻抗值，均值为：R2=8Ω，计算R2/R1≈0.89，通过公式L2=L1/(R2/R1)得出L2≈1123，即可预测出步骤（3）中的正极片制备的锂离子电池容量保持在80%时循环次数平均为1123次。
实验验证：取5pcs实施例1的步骤（3）中正极片并制备成锂离子电池，进行25℃循环测试，容量保持率为80%时，实际循环次数平均为1105次，实际循环次数与预测循环次数相近。
实施例2
（1）制备锂离子电池正极片，选取5pcs碾压后的正极片；
（2）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（1）中正常碾压后正极片的阻抗值，均值为：R1=10Ω，随后测试用步骤（1）中的正极片制备的电池的循环测试寿命次数，均值为：L1=1100，其中，循环测试温度为25℃，容量保持率为80%；
（3）制备与步骤（1）为不同批次的锂离子电池正极片，选取5pcs碾压后的正极片；
（4）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（3）中正常碾压后正极片的阻抗值，均值为：R2=15Ω，计算R2/R1=1.5，通过公式L2=L1/(R2/R1)得出L2≈733，即可预测出步骤（3）中的正极片制备的锂离子电池容量保持在80%时循环次数平均为733次。
实验验证：取5pcs实施例1的步骤（3）中正极片并制备成锂离子电池，进行25℃循环测试，容量保持率为80%时，实际循环次数平均为708次，实际循环次数与预测循环次数相近。
实施例3
（1）制备锂离子电池正极片，选取5pcs碾压后的正极片；
（2）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（1）中正常碾压后正极片的阻抗值，均值为：R1=8.5Ω，随后测试用步骤（1）中的正极片制备的电池的循环测试寿命次数，均值为：L1=1050，其中，循环测试温度为45℃，容量保持率为80%；
（3）制备与步骤（1）为不同批次的锂离子电池正极片，选取5pcs碾压后的正极片；
（4）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（3）中正常碾压后正极片的阻抗值，均值为：R2=7Ω，计算R2/R1≈0.83，通过公式L2=L1/(R2/R1)得出L2≈1265，即可预测出步骤（3）中的正极片制备的锂离子电池容量保持在80%时循环次数平均为1265次。
实验验证：取5pcs实施例1的步骤（3）中正极片并制备成锂离子电池，进行45℃循环测试，容量保持率为80%时，实际循环次数平均为1300次，实际循环次数与预测循环次数一样。
实施例4
（1）制备锂离子电池正极片，选取5pcs碾压后的正极片；
（2）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（1）中正常碾压后正极片的阻抗值，均值为：R1=9Ω，随后测试用步骤（1）中的正极片制备的电池的循环测试寿命次数，均值为：L1=1000，其中，循环测试温度为45℃，容量保持率为80%；
（3）制备与步骤（1）为不同批次的锂离子电池正极片，选取5pcs碾压后的正极片；
（4）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（3）中正常碾压后正极片的阻抗值，均值为：R2=12.5Ω，计算R2/R1≈1.39，通过公式L2=L1/(R2/R1)得出L2≈719，即可预测出步骤（3）中的正极片制备的锂离子电池容量保持在80%时循环次数平均为719次。
实验验证：取5pcs实施例1的步骤（3）中正极片并制备成锂离子电池，进行45℃循环测试，容量保持率为80%时，实际循环次数平均为750次，实际循环次数与预测循环次数相近。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种锂离子电池循环寿命预测的方法，其特征在于：包括以下步骤：
制备锂离子电池正极片，并控制涂布后正极片的失重比≦0.2%；
使用四探针阻抗测试仪测量步骤（1）中正常碾压后正极片的阻抗值R1，随后测试用步骤（1）中的正极片制备的电池的循环测试寿命次数，并记为L1；
（3）制备与步骤（1）为不同批次的锂离子电池正极片，并控制涂布后正极片的失重比≦0.2%；
（4）使用四探针阻抗测试仪测量步骤（3）中正常碾压后正极片的阻抗值R2；
（5）通过计算预测出用步骤（3）中的正极片制备的锂离子电池的循环寿命L2，随后即可定性判断用步骤（3）中的正极片制备的锂离子电池的寿命优劣，其中计算所用公式为：L2=L1/(R2/R1)。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池循环寿命预测的方法，其特征在于：所述步骤（2）与步骤（5）中制备的锂离子电池使用的正、负极材料均相同。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111707955A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-09-25 | 江苏时代新能源科技有限公司 | 电池剩余寿命的估算方法、装置和介质 |
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2018
- 2018-01-20 CN CN201810056093.8A patent/CN108427074A/zh active Pending
Cited By (2)
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