CN113945853A - 一种检测电池sei膜稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池检测技术领域，尤其涉及一种检测电池SEI膜稳定性的方法，包括以下步骤：S1、将若干电池分别进行恒流恒压充电，直到电流达到预设截止电流；S2、将若干所述电池分别进行放电，直至电压达到SEI膜分解临界电压；S3、将若干所述电池升温存放，分别记录电池从存放开始至该电池产生气体的存放时间。本发明的一种检测电池SEI膜稳定性的方法，能够不损坏电芯的前提下对电池的稳定性进行评估，评估操作简单，准确度高。
Description
技术领域
本发明属于电池检测技术领域，尤其涉及一种检测电池SEI膜稳定性的方 法。
背景技术
锂离子电池在首次充放电过程中，电极材料与电解液在固液相界面上发生 反应，形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层。这种钝化层是一种界面层，具 有固体电解质的特征，是电子绝缘体却是Li+的优良导体，Li+可以经过该钝 化层自由地嵌入和脱出，因此这层钝化膜被称为“固体电解质界面膜”(solid electrolyte interface)简称SEI膜。
SEI膜的形成及其稳定性对电极材料的性能有着至关重要的影响。SEI膜 具有有机溶剂不溶性，在有机电解质溶液中能稳定存在，并且溶剂分子不能通 过该层钝化膜，从而能有效防止溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入 对电极材料造成的破坏，因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命。锂电池 不同生产工艺可以生产稳定性不同的SEI膜，从而影响电芯的循环性能及使用 寿命。
在电动车、电动工具等大功率系统中需要将多个容量小、电压低的单体电 池通过并/串联的方式组合成高容量高电压的电池组。为了更好的发挥单体锂 离子电池的作用，更好的维护和使用好锂离子电池，对锂离子电池单体对循环 一致性评测尤为重要。
现有技术的电池循环性的检测方法需要对电芯进行解剖，对电芯造成不可 恢复的破坏，检测破坏后无法再使用。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种检测电池SEI膜稳 定性的方法，能够不损坏电芯的前提下对电池的稳定性进行评估，评估操作简 单，准确度高。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种检测电池SEI膜稳定性的方法，包括以下步骤：
S1、将若干电池分别进行恒流恒压充电，直到电流达到预设截止电流；
S2、将若干所述电池分别进行放电，直至电压达到SEI膜分解临界电压；
S3、将若干所述电池升温存放，分别记录所述电池从存放开始至该电池产生气 体的存放时间。
本发明不仅可以评估新鲜电池的SEI膜稳定性，也可以评估存储或循环使 用后电芯的SEI膜稳定性。本发明的评估方法操作简单，对电芯没破坏性损坏， 可对电池进行多次评估，从而准确了解电池情况。
作为本发明一种检测电池SEI膜稳定性的方法的一种改进，所述S1具体 为将电池在0.1～0.5C倍率恒流下充电至标准电压，将电池在恒压下充电至预 设截止电流。进行充电时，先对电池快速充电，节省检测时间，使电池达到标 准电压，再将电池进行恒压充电，直到电流达到预设电流值，使电池电量充得 更满。
作为本发明一种检测电池SEI膜稳定性的方法的一种改进，所述S1中标 准电压为4.2V～4.53V。优选地，标准电压为4.2V、4.35V、4.4V、4.5V、4.53V。
作为本发明一种检测电池SEI膜稳定性的方法的一种改进，所述S1中预 设截止电流为0.01C～0.05C。优选地，预设截止电流为0.01C、0.02C、0.03C、 0.04C、0.05C。
作为本发明一种检测电池SEI膜稳定性的方法的一种改进，所述S2具体 为将电池在额定电流下放电至下限电压值，再在0.01～0.05C倍率下放电至电 压为0.3V～0.5V。进行放电时，先对电池快速放电，节省检测时间，使电池达 到下限电压值，下限电压值一般3.0～3.5V，再将电池进行小倍率0.01C～0.05C 放电，使电池放电至SEI膜分解电压0.5V。使用额定电流放电使电池电量快 速减少，节减检测时间，再在小电流下继续放电，使电池电压至0.5V，此时， 电池SEI膜处于分解临界点，容易分解，产生气体，当电池SEI膜稳定性不强 且电池继续损坏时，电池会产生大量气体，使电池厚度增加膨胀，由此可检测 电池SEI膜的稳定性。
作为本发明一种检测电池SEI膜稳定性的方法的一种改进，所述额定电流 为100mA～5000mA。优选地，额定电流为1000mA、2000mA、3000mA、4000mA、 5000mA。
作为本发明一种检测电池SEI膜稳定性的方法的一种改进，所述下限电压 值为3.0V～3.5V。优选地所述标准电压值为3.0V、3.5V、4.0V、4.5V、5.0V。
作为本发明一种检测电池SEI膜稳定性的方法的一种改进，所述S3具体 为将电池放入高温箱中存放，每隔一段时间检查电池是否产生气体，记录电池 从存放开始至该电池产生气体的时间。将电池放入高温箱中存放，每间隔一段 时间检查电池是否产生气体，当电池产生气体时，将记录该电池的存放时间， 剩下的电池继续存放、间隔检查、记录直到所有电池记录完毕，即可完成所有 电池的稳定性测试，即可从检测电池中选出SEI膜稳定性好的电池，以及分辨 出SEI膜稳定性差的电池。
电池过放后，部分SEI膜会被破坏，放入高温后可以加速SEI膜的破坏， 随着SEI膜的破坏，负极大部分Li+释放以补偿电子的迁移，电压及容量衰减 快，同时少量的溶剂还原修补SEI膜，产生少量的气体；当SEI膜严重破坏， 负极已经没有能力再脱出Li+来补偿时，SEI膜及溶剂得电子产生氧化分解， 放出CO2，电芯产气严重。通过此方法，可通过存储时间的长短，判定SEI 膜稳定性的强弱，从而筛选出性能优异的电芯。
作为本发明一种检测电池SEI膜稳定性的方法的一种改进，S3高温箱中 温度为55℃～65℃。优选地，高温箱中温度为55℃、60℃、65℃。
作为本发明一种检测电池SEI膜稳定性的方法的一种改进，检测电池SEI 膜稳定性的方法还包括：根据电池存放时间的长短，将电池分为稳定性不同的 等级。将多个电池进行稳定性测试，根据测试中得到存放时间，再将电池分为 优、中、差三个等级，从而能够筛选出优良的电池，以及及时分辨出不良的电 池，避免使用过程中事故的发生。如，A、B、C三种电芯过放存放时间T1、 T2、T3；若T1＞T2＞T3；则说明电芯A形成的SEI膜最稳定，电芯C形成 的SEI膜稳定性最差，电池A为优等级，电池C为差等级。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明的一种检测电池SEI 膜稳定性的方法，能够不损坏电芯的前提下对电池的稳定性进行评估，评估操 作简单，准确度高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施 方式并不限于此。
实施例1
一种检测电池SEI膜稳定性的方法，包括以下步骤：
S1、将若干电池分别进行0.5C倍率恒流下充电至4.45V，电池充至4.45V后 再使用恒压充电，直至电流下降至100mA时停止；
S2、将充电后电池分别在额定电流0.5C倍率下放电至下限电压值3.0V，再在0.01C倍率下放电至电压为0.5V，使电池电压在SEI膜分解临界电压，便于后 续对电池高温存放时对电池SEI膜稳定性的观察；
S3、将过放电后的电池放入60℃的高温箱中存放，间隔24小时检查电池是否 产生气体，记录电池从存放开始至该电池产生气体的时间；
S4、将根据检测得出的存放时间长短来分为稳定性优、中、差三个等级。
实施例2
一种检测电池SEI膜稳定性的方法，包括以下步骤：
S1、将若干电池分别进行0.5C倍率恒流下充电至4.48V，电池充至4.45V后 再使用恒压充电，直到电流下降至100mA时停止；
S2、将充电后电池分别在额定电流0.5C倍率下放电至下限电压值3.0V，再在0.01C倍率下放电至电压为0.5V，使电池电压在SEI膜分解临界电压，便于后 续对电池高温存放时对电池SEI膜稳定性的观察；
S3、将过放电后的电池放入65℃的高温箱中存放，间隔3小时检查电池是否 产生气体，记录电池从存放开始至该电池产生气体的时间；
S4、将根据检测得出的存放时间长短来分为稳定性优、中、差三个等级。
实施例3
一种检测电池SEI膜稳定性的方法，包括以下步骤：
S1、将若干电池分别进行0.2C倍率恒流下充电至4.45V，电池充至4.45V后 再使用恒压充电，直到电流下降至200mA时停止；
S2、将充电后电池分别在额定电流0.5C倍率下放电至下限电压值3.0V，再在0.01C倍率下放电至电压为0.5V，使电池电压在SEI膜分解临界电压，便于后 续对电池高温存放时对电池SEI膜稳定性的观察；
S3、将过放电后的电池放入55℃的高温箱中存放，间隔6小时检查电池是否 产生气体，记录电池从存放开始至该电池产生气体的时间；
S4、将根据检测得出的存放时间长短来分为稳定性优、中、差三个等级。
实施例4
一种检测电池SEI膜稳定性的方法，包括以下步骤：
S1、将若干电池分别进行0.5C倍率恒流下充电至4.48V，电池充至4.48V后 再使用恒压充电，直到电流下降至50mA时停止；
S2、将充电后电池分别在额定电流0.5C倍率下放电至下限电压值3.0V，再在0.02C倍率下放电至电压为0.5V，使电池电压在SEI膜分解临界电压，便于后 续对电池高温存放时对电池SEI膜稳定性的观察；
S3、将过放电后的电池放入60℃的高温箱中存放，间隔8小时检查电池是否 产生气体，记录电池从存放开始至该电池产生气体的时间；
S4、将根据检测得出的存放时间长短来分为稳定性优、中、差三个等级。
实施例5
一种检测电池SEI膜稳定性的方法，包括以下步骤：
S1、将若干电池分别进行0.2C倍率恒流下充电至4.48V，电池充至4.48V后 再使用恒压充电，直到电流下降至150mA时停止；
S2、将充电后电池分别在额定电流0.5C倍率下放电至下限电压值3.0V，再在0.03C倍率下放电至电压为0.5V，使电池电压在SEI膜分解临界电压，便于后 续对电池高温存放时对电池SEI膜稳定性的观察；
S3、将过放电后的电池放入60℃的高温箱中存放，间隔6小时检查电池是否 产生气体，记录电池从存放开始至该电池产生气体的时间；
S4、将根据检测得出的存放时间长短来分为稳定性优、中、差三个等级。
实施例6
一种检测电池SEI膜稳定性的方法，包括以下步骤：
S1、将若干电池分别进行0.3C倍率恒流下充电至4.48V，电池充至4.48V后 再使用恒压充电，直到电流下降至150mA时停止；
S2、将充电后电池分别在额定电流0.5C倍率下放电至下限电压值3.0V，再在0.04C倍率下放电至电压为0.5V，使电池电压在SEI膜分解临界电压，便于后 续对电池高温存放时对电池SEI膜稳定性的观察；
S3、将过放电后的电池放入60℃的高温箱中存放，间隔4小时检查电池是否 产生气体，记录电池从存放开始至该电池产生气体的时间；
S4、将根据检测得出的存放时间长短来分为稳定性优、中、差三个等级。
实施例7
一种检测电池SEI膜稳定性的方法，包括以下步骤：
S1、将若干电池分别进行0.4C倍率恒流下充电至4.48V，电池充至4.48V后 再使用恒压充电，直到电流下降至100mA时停止；
S2、将充电后电池分别在额定电流0.5C倍率下放电至下限电压值3.0V，再在0.05C倍率下放电至电压为0.5V，使电池电压在SEI膜分解临界电压，便于后 续对电池高温存放时对电池SEI膜稳定性的观察；
S3、将过放电后的电池放入55℃的高温箱中存放，间隔4小时检查电池是否 产生气体，记录电池从存放开始至该电池产生气体的时间；
S4、将根据检测得出的存放时间长短来分为稳定性优、中、差三个等级。
实施例8
一种检测电池SEI膜稳定性的方法，包括以下步骤：
S1、将若干电池分别进行0.5C倍率恒流下充电至4.48V，电池充至4.48V后 再使用恒压充电，直至电流下降至150mA时停止；
S2、将充电后电池分别在额定电流0.5C倍率下放电至下限电压值3.0V，再在0.01C倍率下放电至电压为0.5V，使电池电压在SEI膜分解临界电压，便于后 续对电池高温存放时对电池SEI膜稳定性的观察；
S3、将过放电后的电池放入55℃的高温箱中存放，间隔6小时检查电池是否 产生气体，记录电池从存放开始至该电池产生气体的时间；
S4、将根据检测得出的存放时间长短来分为稳定性优、中、差三个等级。
实施例9
一种检测电池SEI膜稳定性的方法，包括以下步骤：
S1、将若干电池分别进行0.5C倍率恒流下充电至4.48V，电池充至4.48V后 再使用恒压充电，直至电流下降至100mA时停止；
S2、将充电后电池分别在额定电流0.5C倍率下放电至下限电压3.0V，再在 0.01C倍率下放电至电压为0.5V，使电池电压在SEI膜分解临界电压，便于后 续对电池高温存放时对电池SEI膜稳定性的观察；
S3、将过放电后的电池放入60℃的高温箱中存放，间隔6小时检查电池是否 产生气体，记录电池从存放开始至该电池产生气体的时间；
S4、将根据检测得出的存放时间长短来分为稳定性优、中、差三个等级。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述 实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡 是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变 型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语， 但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种检测电池SEI膜稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将若干电池分别进行恒流恒压充电，直到电流达到预设截止电流；
S2、将若干所述电池分别进行放电，直至电压达到SEI膜分解临界电压；
S3、将若干所述电池升温存放，分别记录所述电池从存放开始至该电池产生气体的存放时间。
2.根据权利要求1所述的检测电池SEI膜稳定性的方法，其特征在于，所述S1具体为将电池在0.1～0.5C倍率恒流下充电至标准电压，将电池在恒压下充电至预设截止电流。
3.根据权利要求2所述的检测电池SEI膜稳定性的方法，其特征在于，所述S1中标准电压为4.2V～4.53V。
4.根据权利要求2所述的检测电池SEI膜稳定性的方法，其特征在于，所述S1中预设截止电流为0.01C～0.05C。
5.根据权利要求1所述的检测电池SEI膜稳定性的方法，其特征在于，所述S2具体为将电池在额定电流下放电至下限电压值，再在0.01～0.05C倍率下放电至电压为0.4V～0.5V。
6.根据权利要求5所述的检测电池SEI膜稳定性的方法，其特征在于，所述额定电流为100mA～5000mA。
7.根据权利要求5所述的检测电池SEI膜稳定性的方法，其特征在于，所述下限电压值为3.0V～3.5V。
8.根据权利要求1所述的检测电池SEI膜稳定性的方法，其特征在于，所述S3具体为将若干电池放入高温箱中存放，每隔一段时间分别检查电池是否产生气体，记录该电池从存放开始至该电池产生气体的时间。
9.根据权利要求8所述的检测电池SEI膜稳定性的方法，其特征在于，S3高温箱中温度为55℃～65℃。
10.根据权利要求1所述的检测电池SEI膜稳定性的方法，其特征在于，检测电池SEI膜稳定性的方法还包括：根据电池存放时间的长短，将电池分为稳定性不同的等级。
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