CN112946490A - 一种锂离子电池电芯容量衰减的fa分析方法 - Google Patents
一种锂离子电池电芯容量衰减的fa分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112946490A CN112946490A CN202110241210.XA CN202110241210A CN112946490A CN 112946490 A CN112946490 A CN 112946490A CN 202110241210 A CN202110241210 A CN 202110241210A CN 112946490 A CN112946490 A CN 112946490A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cathode
- lithium ion
- battery cell
- diaphragm
- ion battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 92
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 92
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 28
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 24
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000005562 fading Methods 0.000 claims description 17
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 10
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 9
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 claims description 8
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 5
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 3
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 claims description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 206010016766 flatulence Diseases 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 14
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 7
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/378—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] specially adapted for the type of battery or accumulator
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
- G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了一种锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法，通过分析电池的小电流充放电曲线、电芯的厚度、拆解后电芯的内部情况、电解液的成分、阴极膜片的性能、阴极膜片和阳极膜片的金属元素含量、阴极和阳极材料的形貌及结晶度、隔离膜的透气度来综合全面分析锂离子电池电芯发生容量衰减的原因；该方法对可能导致锂离子电池容量衰减或跳水的各个因素进行了全面分析，为锂离子电池电芯容量衰减或跳水的各因素的分析提供了指导方法，可为电池性能改进提供依据和方向，具有重大的实践意义。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池的性能检测分析技术领域，具体涉及一种锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法。
背景技术
锂离子电池由于价格便宜、环境友好、循环寿命长、安全性能好等显著优势，已被广泛应用于电动汽车、手机、平板以及电力储存领域。目前，各领域均对电池的使用要求提高，容量衰减问题成为锂离子电池的主要限制因素。
目前研究认为，锂离子电池容量衰减分为可逆容量衰减和不可逆容量衰减两类。正负极活性物质的损失、活性Li的损失和内阻增大等因素都会引起可逆容量衰减。SEI膜的生成以及消耗锂离子或电子的副反应会导致不可逆容量衰减。
现有的容量衰减分析方法仅仅只是对容量衰减的单一因素进行分析，而在实际应用中，会发现循环衰减并不仅仅只是受单一因素的影响，而是多种因素共同导致的。但是，现有技术中针对锂离子电池电芯容量的衰减因素，缺少全面的分析方法和一套明确的分析流程。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法，该方法对可能导致锂离子电池容量衰减或跳水的各个因素进行了全面分析，为锂离子电池电芯容量衰减或跳水的各因素的分析提供了指导方法，可为电池性能改进提供依据和方向，具有重大的实践意义。
本发明采取的技术方案为：
一种锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法，所述方法包括以下步骤：
S1、对比新鲜电芯和循环老化后的电芯在同样条件下的小电流充放电曲线，判断活性材料和活性锂是否发生损失；
S2、对比新鲜电芯和循环老化后的电芯的厚度，判断循环老化后的电芯是否出现胀气；
S3、拆解循环老化后的电芯，拍照观察电解液剩余量及颜色、阴、阳极界面变化情况、裸露电芯变形情况、测试阴、阳极厚度数据；
S4、对比新鲜电芯和循环老化后的电芯的电解液成分，判断是否发生金属离子溶出；
S5、清洗循环老化后的电芯的阴极膜片，晾干后测试阴极膜片电阻，并与新鲜阴极膜片电阻进行比较，判断循环老化后的电芯的阴极膜片电阻是否增加；
S6、以循化老化后的电芯的阴极膜片及新鲜阴极膜片制备对称电池，测试各对称电池的EIS，对比判断循化老化后的电芯的阴极膜片的导电性及表面相结构是否发生变化；
S7、以循化老化后的电芯的阴极膜片及新鲜阴极膜片制备扣电池，测试各扣电池的容量与充放电曲线，对比判断循化老化后的电芯的阴极膜片的性能变化情况；
S8、对循化老化后的电芯的阴极膜片和阳极膜片进行ICP测试，判断阴极膜片和阳极膜片中的过渡金属的溶出情况；
S9、测试循化老化后的电芯的阴极材料和阳极材料的SEM、XRD，经与新鲜电芯的阴极材料和阳极材料的SEM、XRD对比后判断循化老化后的电芯的阴极材料和阳极材料的形貌及结构是否发生变化；
S10、测试循化老化后的电芯的隔离膜透气度，经与新鲜隔离膜透气度对比判断副反应产物的沉积情况。
进一步地，步骤S1中，小电流充放电测试的步骤为：
1)停留5min；
2)0.5C充电至上限电压；
3)停留5min；
4)0.05C放电至下限电压；
5)停留5min；
6)0.05C充电至上限电压；
7)停留5min；
8)0.05C放电至下限电压；
9)停留5min；
10)0.5C充电至上限电压。
步骤S3中，阴、阳极厚度数据测试时，至少测试20个点数据。
步骤S4中，利用GC-MS测试电解液成分。
步骤S5中，使用碳酸二甲酯浸洗阴极膜片；阴极膜片电阻测试时，阴极膜片的光面、毛面分别各测试不少于20个点数据。
本发明通过分析电池的小电流充放电曲线、电芯的厚度、拆解后电芯的内部情况、电解液的成分、阴极膜片的性能、阴极膜片和阳极膜片的金属元素含量、阴极和阳极材料的形貌及结晶度、隔离膜的透气度来综合分析了锂离子电池电芯发生容量衰减的原因。与现有技术相比较，本发明提供了一种锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法，其为锂离子电池电芯容量衰减的各因素提供了很明确的分析方法，从而为电池性能改进提供依据和方向，具有重大的实践意义。
附图说明
图1为本发明中的锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法示意图；
图2为循环使用后的铝壳锂离子电池(A)、新鲜铝壳锂离子电池(B)的小电流充放电曲线；
图3为拆解后的电芯照片
图4为循环使用后的铝壳锂离子电池(a)、新鲜铝壳锂离子电池(b)的阳极极片(A)、阴极极片(B)的厚度数据；
图5为循环使用后的铝壳锂离子电池(a)、新鲜铝壳锂离子电池(b)的阴极膜片电阻数据；
图6为以循环使用后的铝壳锂离子电池(A)、新鲜铝壳锂离子电池(B)的阴极膜片制作的对称电池的EIS；
图7为以循环使用后的铝壳锂离子电池(A)、新鲜铝壳锂离子电池(B)的阴极膜片制作的扣电池的dQ/dV曲线；
图8为以循环使用后的铝壳锂离子电池(A)、新鲜铝壳锂离子电池(B)的阴极膜片制作的扣电池的容量数据；
图9为循环使用后的铝壳锂离子电池及新鲜铝壳锂离子电池的阳极膜片、阴极膜片的ICP测试数据；
图10为循环使用后的铝壳锂离子电池的阴极(B)、阳极(D)及新鲜铝壳锂离子电池的阴极(A)、阳极(C)的TEM图；
图11为循环使用后的铝壳锂离子电池(A)、新鲜铝壳锂离子电池(B)的阳极XRD；
图12为循环使用后的铝壳锂离子电池(A)、新鲜铝壳锂离子电池(B)的阴极XRD。
具体实施方式
下面以方形铝壳锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法为例，结合附图详细说明本发明。
本发明公开的锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法所利用到的测试设备为：常规的充放电仪、扣电测试仪、电池电压内阻测试仪、电感耦合等离子光谱发生仪、气相色谱-质谱联用仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电化学工作站。
本发明公开的锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法中所涉及到的阴极膜片电阻、对称电池的EIS、扣电池的充放电曲线、阴极膜片和阳极膜片的ICP测试、隔离膜的透气度测试方法，均可采用本领域技术人员熟知的方法进行测试。
实施例中新鲜铝壳锂离子电池电芯相对于循环使用后的方形铝壳锂离子电池，除未经循环使用外，其他均完全相同。
实施例
在本实施例中，测试样本为在常温25℃环境下循环了1939次的方形铝壳锂离子电池，该电池的1C放电容量由初始的125.7449Ah衰减为109.2723Ah，为了对该电池循环性能进行改进，需要分析循环过程中容量衰减的主要因素。
该实施例提供的常温25℃环境下循环了1939次的方形铝壳锂离子电池容量衰减的FA分析方法，具体包括以下步骤：
S1、对该电池进行小电流充放，最后一步满充，具体如下：
1)停留5min；
2)0.5C充电至4.3V
3)停留5min；
4)0.05C放电至2.8V
5)停留5min；
6)0.05C充电至4.3V
7)停留5min；
8)0.05C放电至2.8V
9)停留5min；
10)0.5C充电至4.3V；
将上述步骤获取的循环使用后的铝壳锂离子电池的小电流充放电曲线与新鲜铝壳锂离子电池在上述条件下的小电流充放电曲线进行对比，如图2所示，从图中可以看出发现石墨嵌锂峰(1c)、NCM脱锂峰(2c)、石墨脱锂峰(1d)、NCM嵌锂峰(2d)循环后均减弱，说明活性材料和活性锂损失较多。
S2、测试循环使用后的铝壳锂离子电池的电芯厚度，和新鲜铝壳锂离子电池电芯的初始厚度进行对比，厚度膨胀4.9％-5.3％，未出现明显气胀。
S3、拆解循环使用后的铝壳锂离子电池的电芯，并测量阴阳极极片厚度，与新鲜铝壳锂离子电池的阴阳极极片厚度进行对比，如图3和4所示，从图3中可以看出，循环使用后的铝壳锂离子电池的电芯的部分R角嵌锂不足，嵌锂面颜色色差明显，嵌锂程度不同，部分R角位置出现析锂和锂沉积物，造成活性锂损失，可能是R角位置循环过程中局部应力不均匀造成析锂，电解液呈现棕色，部分沉积物或溶解物，或电解液被氧化。
S4、利用GC-MS对循环使用后的铝壳锂离子电池的电解液成分进行分析，并与新鲜铝壳锂离子电池的电解液成分进行对比，如表1所示，循环使用后的铝壳锂离子电池及新鲜铝壳锂离子电池的电解液中均未检测出Ni、Co、Mn，说明阴极结构未发生明显的金属离子溶出；对比观察两种电解液的颜色，发现副反应产物使循环使用后的铝壳锂离子电池的电解液色度增长到50。
表1
S5、DMC浸洗循环使用后的铝壳锂离子电池的阴极膜片，晾干后测试膜片电阻，并与新鲜铝壳锂离子电池的阴极膜片电阻进行比较，如图5所示，循环使用后的铝壳锂离子电池的阴极膜片电阻较新鲜铝壳锂离子电池的阴极膜片增大33％，说明循环后期阴极阻抗增加较明显。
S6、以循环使用后的铝壳锂离子电池的阴极膜片制作对称电池，测试EIS，并以新鲜铝壳锂离子电池的阴极膜片制作的对称电池的EIS进行比较，如图6，通过阴极对称电池EIS发现：循环使用后的铝壳锂离子电池的阴极的Rct和材料表面结构相阻抗均增大，循环后期极片导电性降低和表面相结构发生变化。
S7、以循环使用后的铝壳锂离子电池的阴极膜片冲片、烘干、称量后组装扣电池，并以新鲜铝壳锂离子电池的阴极膜片在同样的条件下组装扣电池，测试各扣电池的dQ/dV曲线。dQ/dV曲线如图7所示，对比两种扣电池的峰强度，可见循环使用后的铝壳锂离子电池的阴极膜片材料结构产生部分变化导致容量损失；放电段阴极嵌锂态峰左移，充电段峰右移，也说明阴极膜片材料结构变化导致嵌锂困。两种扣电池的容量数据如图8所示，可以看出以循环使用后的铝壳锂离子电池的阴极膜片组装的扣电池扣电容量衰减到以新鲜铝壳锂离子电池的阴极膜片组装的扣电池的80％。
S8、利用电感耦合等离子光谱发生仪测试循环使用后的铝壳锂离子电池的阴极、阳极膜片中的金属元素，阳极膜片在干燥房里氧化后方可拿出；并与新鲜铝壳锂离子电池的阴极、阳极膜片进行对比，结果如图9所示，相比于新鲜铝壳锂离子电池的阴极膜片，循环使用后的铝壳锂离子电池的阴极材料有着不同程度的过渡金属溶出，其中Ni的溶出率为2.63％、Co的溶出率为7.92％、Mn的溶出率为2.82％。
S9、利用、扫描电子显微镜、X射线衍射仪分别测试循环使用后的壳锂离子电池的阴极、阳极的SEM、XRD，并与新鲜铝壳锂离子电池的阴极、阳极进行对比。SEM图如图10所示，循环使用后的壳锂离子电池的阴极材料的颗粒破裂较新鲜电芯加剧，颗粒表面副反应物沉积层增加；从阳极表面形貌上看，循环使用后的壳锂离子电池的阳极中的石墨表面沉积层明显增厚，随着循环的进行，负极副反应产物逐渐覆盖石墨表面，导致活性锂消耗的同时，造成阳极容量的衰减和阻抗增加，膜面电阻增加约600％。阳极XRD图如图11，对比阳极极片XRD，循环使用后的壳锂离子电池的阳极材料的(002)(004)(110)减弱，说明循环过程中副反应使得阳极材料的部分结构被破坏，结晶度(石墨化度)降低；阴极XRD图如图12所示，对比阴极极片XRD，循环后(003)(104)等峰强度明显减弱，说明循环使用后的壳锂离子电池的阴极表面沉积物较厚，部分结构发生变化，整体结晶程度有一定程度减弱。
S11、隔离膜透气度测试，并与新鲜铝壳锂离子电池的隔离膜透气度进行对比，如表2所示，循环使用后的壳锂离子电池的隔离膜透气度相比新鲜隔膜降低约30％，副反应产物沉积导致隔膜透气度降低。
表2
上述分析方法对锂离子电池的各个部件进行了分析，分析出了锂离子电池发生容量衰减或跳水的各因素，此实施例中主要是由于在循环过程中发生了活性锂损失、副反应物沉积使得阴阳极部分结构被破坏以及整体导电性降低导致了方形铝壳锂离子电池在循环使用后发生了容量衰减，这样在后续的生产中需有针对性的解决上述问题，以改善电池的性能。
上述参照实施例对一种锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、对比新鲜电芯和循环老化后的电芯在同样条件下的小电流充放电曲线，判断活性材料和活性锂是否发生损失；
S2、对比新鲜电芯和循环老化后的电芯的厚度，判断循环老化后的电芯是否出现胀气；
S3、拆解循环老化后的电芯，拍照观察电解液剩余量及颜色、阴、阳极界面变化情况、裸露电芯变形情况、测试阴、阳极厚度数据；
S4、对比新鲜电芯和循环老化后的电芯的电解液成分，判断是否发生金属离子溶出；
S5、清洗循环老化后的电芯的阴极膜片，晾干后测试阴极膜片电阻，并与新鲜阴极膜片电阻进行比较，判断循环老化后的电芯的阴极膜片电阻是否增加；
S6、以循化老化后的电芯的阴极膜片及新鲜阴极膜片制备对称电池，测试各对称电池的EIS，对比判断循化老化后的电芯的阴极膜片的导电性及表面相结构是否发生变化；
S7、以循化老化后的电芯的阴极膜片及新鲜阴极膜片制备扣电池，测试各扣电池的容量与充放电曲线，对比判断循化老化后的电芯的阴极膜片的性能变化情况；
S8、对循化老化后的电芯的阴极膜片和阳极膜片进行ICP测试，判断阴极膜片和阳极膜片中的过渡金属的溶出情况；
S9、测试循化老化后的电芯的阴极材料和阳极材料的SEM、XRD，经与新鲜电芯的阴极材料和阳极材料的SEM、XRD对比后判断循化老化后的电芯的阴极材料和阳极材料的形貌及结构是否发生变化；
S10、测试循化老化后的电芯的隔离膜透气度，经与新鲜隔离膜透气度对比判断副反应产物的沉积情况。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法，其特征在于，步骤S1中，小电流充放电测试的步骤为：
1)停留5min；
2)0.5C充电至上限电压；
3)停留5min；
4)0.05C放电至下限电压；
5)停留5min；
6)0.05C充电至上限电压；
7)停留5min；
8)0.05C放电至下限电压；
9)停留5min；
10)0.5C充电至上限电压。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法，其特征在于，步骤S3中，阴、阳极厚度数据测试时，至少测试20个点数据。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法，其特征在于，步骤S4中，利用GC-MS测试电解液成分。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯容量衰减的FA分析方法，其特征在于，步骤S5中，使用碳酸二甲酯浸洗阴极膜片；阴极膜片电阻测试时，阴极膜片的光面、毛面分别各测试不少于20个点数据。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110241210.XA CN112946490B (zh) | 2021-03-04 | 2021-03-04 | 一种锂离子电池电芯容量衰减的fa分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110241210.XA CN112946490B (zh) | 2021-03-04 | 2021-03-04 | 一种锂离子电池电芯容量衰减的fa分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112946490A true CN112946490A (zh) | 2021-06-11 |
| CN112946490B CN112946490B (zh) | 2023-05-30 |
Family
ID=76247703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110241210.XA Active CN112946490B (zh) | 2021-03-04 | 2021-03-04 | 一种锂离子电池电芯容量衰减的fa分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112946490B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114137430A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-04 | 北京胜能能源科技有限公司 | 一种退役锂电池剩余寿命的预估方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010170795A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Nippon Steel Corp | 充放電サイクルによる容量低下の少ない非水系二次電池のための金属外装ケースおよび非水系二次電池 |
| CN103698714A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-04-02 | 清华大学 | 电池容量衰减机理辨识方法及系统 |
| US20140214349A1 (en) * | 2013-01-31 | 2014-07-31 | International Business Machines Corporation | Estimating condition of battery, related system and vehicle |
| CN105527581A (zh) * | 2016-01-30 | 2016-04-27 | 清华大学 | 混合型正极材料锂离子电池关键参数及容量衰减机理的辨识方法 |
| CN110133527A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-08-16 | 深圳市比克动力电池有限公司 | 一种基于三电极锂离子电池分析容量衰减的方法 |
| CN110568367A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-12-13 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池正负极材料循环容量衰减分析方法 |
| CN111458061A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-28 | 河南德力新能源汽车有限公司 | 一种用于找寻减缓锂离子电池衰减用缓冲板的方法 |
| CN111505502A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-08-07 | 北京航空航天大学 | 基于微观机理的时变循环工况下锂离子电池老化试验方法 |
-
2021
- 2021-03-04 CN CN202110241210.XA patent/CN112946490B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010170795A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Nippon Steel Corp | 充放電サイクルによる容量低下の少ない非水系二次電池のための金属外装ケースおよび非水系二次電池 |
| US20140214349A1 (en) * | 2013-01-31 | 2014-07-31 | International Business Machines Corporation | Estimating condition of battery, related system and vehicle |
| CN103698714A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-04-02 | 清华大学 | 电池容量衰减机理辨识方法及系统 |
| CN105527581A (zh) * | 2016-01-30 | 2016-04-27 | 清华大学 | 混合型正极材料锂离子电池关键参数及容量衰减机理的辨识方法 |
| CN110133527A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-08-16 | 深圳市比克动力电池有限公司 | 一种基于三电极锂离子电池分析容量衰减的方法 |
| CN110568367A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-12-13 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池正负极材料循环容量衰减分析方法 |
| CN111458061A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-28 | 河南德力新能源汽车有限公司 | 一种用于找寻减缓锂离子电池衰减用缓冲板的方法 |
| CN111505502A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-08-07 | 北京航空航天大学 | 基于微观机理的时变循环工况下锂离子电池老化试验方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王中旭: "锂离子软包电池容量衰减和厚度膨胀预测方法研究", 《广东化工》 * |
| 王锋超等: "动力锂电池性能衰减过程内部结构分析研究", 《电源技术》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114137430A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-04 | 北京胜能能源科技有限公司 | 一种退役锂电池剩余寿命的预估方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112946490B (zh) | 2023-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Harting et al. | Identification of lithium plating in lithium-ion batteries using nonlinear frequency response analysis (NFRA) | |
| Rauhala et al. | Low-temperature aging mechanisms of commercial graphite/LiFePO4 cells cycled with a simulated electric vehicle load profile—A post-mortem study | |
| Guan et al. | The effect of elevated temperature on the accelerated aging of LiCoO2/mesocarbon microbeads batteries | |
| CN109581240A (zh) | 基于交流阻抗法的锂离子电池失效分析方法 | |
| Lee | Effect of transition metal ions on solid electrolyte interphase layer on the graphite electrode in lithium ion battery | |
| CN111008478A (zh) | 一种锂离子电池最优n/p比的确定方法 | |
| Benavente-Araoz et al. | Effect of partial cycling of NCA/graphite cylindrical cells in different SoC intervals | |
| CN110568363A (zh) | 一种基于sei膜阻抗变化的退役电池产生锂枝晶预判方法 | |
| Sieg et al. | Fast-charging capability of lithium-ion cells: Influence of electrode aging and electrolyte consumption | |
| CN112433159A (zh) | 一种锂离子电池石墨负极析锂的检测方法 | |
| Illig et al. | Evaluation of the rate determining processes for LiFePO4 as cathode material in lithium-ion-batteries | |
| Park et al. | Depth of discharge characteristics and control strategy to optimize electric vehicle battery life | |
| Nara et al. | Electrochemical impedance spectroscopy analysis with a symmetric cell for LiCoO2 cathode degradation correlated with Co dissolution | |
| CN113594635A (zh) | 电池模组及其制造方法和设备、电池包及装置 | |
| Watanabe et al. | Prevention of the micro cracks generation in LiNiCoAlO2 cathode by the restriction of ΔDOD | |
| CN112946490A (zh) | 一种锂离子电池电芯容量衰减的fa分析方法 | |
| Zhang et al. | Decomposition of Li2O2 as the cathode prelithiation additive for lithium-ion batteries without an additional catalyst and the initial performance investigation | |
| Natalia et al. | Graphite/Li 2 ZrO 3 anode for a LiFePO 4 battery | |
| Rikka et al. | Enhancing cycle life and usable energy density of fast charging LiFePO4-graphite cell by regulating electrodes’ lithium level | |
| Xu et al. | Understanding the process of lithium deposition on a graphite anode for better lithium-ion batteries | |
| EP4166696A1 (en) | Metal foil and method for preparing same, and current collector, electrode, battery and electric device | |
| CN115101731A (zh) | 一种负极材料及其制备方法、负极片和二次电池 | |
| CN111948554B (zh) | 一种降低锂离子电池力学退化的方法 | |
| Xie et al. | Influence of atmospheric pressure on the aging mechanism of LiCoO2/graphite cells | |
| KR20230053677A (ko) | 전기화학적 임피던스 분광법을 사용하여 리튬 이온 배터리의 리튬 도금을 진단하는 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231216 Address after: No. 3, Wanxin 1st Street, Wanqingsha Town, Nansha District, Guangzhou City, Guangdong Province, 510000 Patentee after: Guangzhou Rongjie Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 241000 No.8 wumeishan Road, Yijiang District, Wuhu City, Anhui Province Patentee before: WUHU ETC BATTERY Ltd. |