CN113193250A - 一种低温循环析锂程度的评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种低温循环析锂程度的评估方法，包括如下步骤：S1常温下将对比组电芯充放电循环至少1周，记录首周放电容量A和每周循环的放电容量；S2.在低温环境中，对实验组电芯充放电循环，每循环n周，再转移至常温充放电循环m周，记录放电容量B；S3.计算对比组电芯循环m周后的放电容量与实验组电芯的放电容量B之间的容量差C，将容量差C与对比组电芯首周放电容量A之间的比值记为容量保持率损失；S4.以容量保持率损失评估实验组电芯的析锂程度。本发明的评估析锂程度的方法，耗时少、效率高并且不必拆解电池，就能够精确可靠的评估电池负极的析锂程度，简单易行，具有很好的实用性和可行性。

Description

一种低温循环析锂程度的评估方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种低温循环析锂程度的评估方法。
背景技术
目前很多电池企业已经开始着手布局锂电池低温充电技术，低温充电容易析锂，而析锂会造成安全事故，如何有效的监控电池的析锂情况非常重要。
在研发试验阶段很多情况都是将电池在低温条件下循环若干周，然后将电池拆解查看极片界面是否析锂，这种方法存在的问题：低温循环非常耗时间，拆解后电池就作废了，若电池未析锂，则不能继续再循环，无法测试低温循环寿命。如果电池是在使用过程中，更不能拆解电池以查看电芯的析锂情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低温循环析锂程度的评估方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种低温循环析锂程度的评估方法，包括如下步骤：
S1在23～27℃温度下，将对比组电芯充放电循环至少1周，记录首周放电容量A和每周循环的放电容量；
S2.在温度小于等于0℃的低温环境中，将实验组电芯充放电循环，每循环n周，将实验组电芯转移至23～27℃温度下充放电循环m周，记录放电容量B；
S3.计算对比组电芯循环m周后的放电容量与实验组电芯的放电容量B之间的容量差C，将所述容量差C与对比组电芯在23～27℃温度下首周放电容量A之间的比值记为容量保持率损失；
S4.以容量保持率损失评估实验组电芯的析锂程度。
优选地，所述n为大于等于100的整数且为100的倍数。
优选地，所述m为10～50的整数且为10的倍数。
优选地，所述步骤S4，以容量保持率损失评估实验组电芯析锂程度，包括：
-损失小于等于2％时，则实验组电芯未析锂；
-损失大于2％且小于等于5％时，则实验组电芯轻微析锂；
-损失大于5％且小于等于10％时，则实验组电芯电芯严重析锂。
优选地，所述对比组电芯和实验组电芯型号相同。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果如下：
低温充电过程中正极脱出的锂沉积在负极，形成锂枝晶，这部分锂枝晶在放电过程中无法嵌入到正极材料中去，这就导致了正极材料处于嵌锂的不饱和态。导致正极材料贫锂的原因就是锂离子在负极发生沉积形成锂枝晶，因此，本发明通过评估负极的析锂程度，有效的监控电池的析锂情况。本发明的评估析锂程度的方法，耗时少、效率高并且不必拆解电池，就能够精确可靠的评估电池负极的析锂程度，简单易行，具有很好的实用性和可行性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加明白清楚，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，但是本发明并不限于这些实施例。需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为质量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如没有特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
本实施例采用容量为8Ah的软包电芯，体系为NCM/C体系，该体系规定下限电压为2.8V，规定上限电压为4.2V。
对上述电芯进行低温循环析锂程度评估，评估方法包括如下步骤：
S1在25℃温度下，以1C电流对对比组电芯充放电循环110周，记录首周放电容量A和每周循环的放电容量；
S2.在温度-10℃的低温环境中，以1C电流对实验组电芯充放电循环，每循环100周，将所述实验组电芯转移至25℃温度下充放电循环10周，记录放电容量B；
S3.计算对比组电芯循环30周后的放电容量与实验组电芯的放电容量B之间的容量差C，将所述容量差C与对比组电芯在25℃温度下首周放电容量A之间的比值记为容量保持率损失；
S4.所述容量保持率损失为0.95％，表明本实施例实验组电芯未析锂。
验证：拆解电池，发现并无析锂；本实施例的检测结果与事实相符。
实施例2
本实施例采用容量为8Ah的软包电芯，体系为NCM/C体系，该体系规定下限电压为2.8V，规定上限电压为4.2V。
对上述电芯进行低温循环析锂程度评估，评估方法包括如下步骤：
S1在25℃温度下，以1C电流对对比组电芯充放电循环220周，记录首周放电容量A和每周循环的放电容量；
S2.在0℃的低温环境中，以1C电流对实验组电芯充放电循环，每循环200周，将所述实验组电芯转移至25℃温度下充放电循环20周，记录放电容量B；
S3.计算对比组电芯循环30周后的放电容量与实验组电芯的放电容量B之间的容量差C，将所述容量差C与对比组电芯在25℃温度下首周放电容量A之间的比值记为容量保持率损失；
S4.所述容量保持率损失为6.08％，表明本实施例实验组电芯严重析锂。
验证：拆解电池，发现严重析锂；本实施例的检测结果与事实相符。
实施例3
本实施例采用容量为8Ah的软包电芯，体系为NCM/C体系，该体系规定下限电压为2.8V，规定上限电压为4.2V。
对上述电芯进行低温循环析锂程度评估，评估方法包括如下步骤：
S1在25℃温度下，以1C电流对对比组电芯充放电循环330周，记录首周放电容量A和每周循环的放电容量；
S2.在-5℃的低温环境中，以1C电流对实验组电芯充放电循环，每循环300周，将所述实验组电芯转移至25℃温度下充放电循环30周，记录放电容量B；
S3.计算对比组电芯循环30周后的放电容量与实验组电芯的放电容量B之间的容量差C，将所述容量差C与对比组电芯在25℃温度下首周放电容量A之间的比值记为容量保持率损失；
S4.所述容量保持率损失为2.96％，表明本实施例实验组电芯轻微析锂。
验证：拆解电池，发现轻微析锂；本实施例的检测结果与事实相符。
表1实施例1～3的实验数据和结果
Figure BDA0003046006900000031
Figure BDA0003046006900000041
低温充电过程中正极脱出的锂沉积在负极，形成锂枝晶，这部分锂枝晶在放电过程中无法嵌入到正极材料中去，这就导致了正极材料处于嵌锂的不饱和态。导致正极材料贫锂的原因就是锂离子在负极发生沉积形成锂枝晶，因此，本发明通过评估负极的析锂程度，有效的监控电池的析锂情况。本发明的评估析锂程度的方法，耗时少、效率高并且不必拆解电池，就能够精确可靠的评估电池负极的析锂程度，简单易行，具有很好的实用性和可行性。
上述实施例仅是本发明的较优实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种低温循环析锂程度的评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1在23～27℃温度下，将对比组电芯充放电循环至少1周，记录首周放电容量A和每周循环的放电容量；
S2.在温度小于等于0℃的低温环境中，将实验组电芯充放电循环，每循环n周，将实验组电芯转移至23～27℃温度下充放电循环m周，记录放电容量B；
S3.计算对比组电芯循环m周后的放电容量与实验组电芯的放电容量B之间的容量差C，将所述容量差C与对比组电芯在23～27℃温度下首周放电容量A之间的比值记为容量保持率损失；
S4.以容量保持率损失评估实验组电芯的析锂程度。
2.根据权利要求1所述的一种低温循环析锂程度的评估方法，其特征在于，所述n为大于等于100的整数且为100的倍数。
3.根据权利要求2所述的一种低温循环析锂程度的评估方法，其特征在于，所述m为10～50的整数且为10的倍数。
4.根据权利要求3所述的一种低温循环析锂程度的评估方法，其特征在于，所述步骤S4，以容量保持率损失评估实验组电芯的析锂程度，包括：
-损失小于等于2％时，则实验组电芯未析锂；
-损失大于2％且小于等于5％时，则实验组电芯轻微析锂；
-损失大于5％且小于等于10％时，则实验组电芯电芯严重析锂。
5.根据权利要求1所述的一种低温循环析锂程度的评估方法，其特征在于，所述对比组电芯和实验组电芯型号相同。
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