[发明专利]用于预测三元锂电池剩余的生命周期的方法

权利要求书

1.一种用于预测三元锂电池剩余的生命周期的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）对某种型号规格的三元锂电池，在进行指定次数的循环后，进行电性能检测；

（2）对步骤（1）中经过电性能检测的电池，进行拆解，获得电池的正极材料、负极材料、隔膜和电解液中的一种或多种；

（3）对步骤（2）中获得的正极材料、负极材料、隔膜和电解液中的一种或多种进行材料学检测和/或分析化学检测；

（4）建立该型号规格的三元锂动力电池电性能指标与循环次数之间的对应关系的标准数据库、材料学指标和/或分析化学指标参数与循环次数之间对应关系的标准数据库；

（5）取该型号规格的待测锂动力电池，进行电性能检测，然后进行拆解，获得三元锂动力电池的正极材料、负极材料、隔膜和电解液中的一种或多种；

（6）对步骤（5）中获得的正极材料、负极材料、隔膜和电解液中的一种或多种进行材料学和/或分析化学检测，获得材料学指标和/或分析化学指标参数；

（7）将步骤（6）中获得的材料学指标和/或分析化学指标参数与步骤（4）中建立的标准数据库进行比对，判断待测三元锂动力电池已经使用的循环次数，预估剩余的循环次数；

其中，所述三元锂电池的正极材料包括镍钴锰材料、镍钴铝材料中一种或两种，所述三元锂电池的负极材料为碳负极材料或硅基负极材料。

2.根据权利要求1中所述的用于预测三元锂电池剩余的生命周期的方法，其特征在于，所述镍钴锰材料的分子式为LiNi_xCo_yMn_（1-x-y）O₂，所述镍钴铝材料的分子式为LiNi_xCo_yAl_1-x-yO₂，其中0<x<1，0<y<1；所述碳负极材料为人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳中的一种或多种；所述硅基负极材料为纳米硅材料、硅基复合材料中的一种或两种。

3.根据权利要求2中所述的用于预测三元锂电池剩余的生命周期的方法，其特征在于，所述纳米硅材料为硅纳米颗粒、硅纳米线/管、3D多孔结构硅、中空多孔硅中的一种或多种；所述硅基复合材料为硅/金属复合材料、硅/碳复合材料、硅三元复合材料中的一种或多种。

4.根据权利要求1中所述的用于预测三元锂电池剩余的生命周期的方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（5）中电性能检测指标包括电池的放电容量、放电平台电压、内阻、能量、循环效率、电压下降、容量保留率中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的用于预测三元锂电池剩余的生命周期的方法，其特征在于，所述材料学检测包括对各个部件的结构及性能参数进行检测表征，所述结构及性能参数包括表面形貌、厚度、体积、孔隙率、晶体结构、粒度、晶体参数、取向结构、导电性能中的一种或多种；所述分析化学检测包括化学组分种类、元素化合态、元素含量、各元素各化合态比例中的一种或多种。

6.根据权利要求1中所述的用于预测三元锂电池剩余的生命周期的方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（6）中，对正极材料进行材料学检测和/或分析化学检测包括对电池正极材料的单位面积/体积中晶格常数发生变化的材料的比例、单位面积/体积中晶胞体积发生变化的材料的比例、晶粒平均粒径、某化合态下某元素的含量、元素总含量、导电性能、粒度中的一种或多种进行表征检测；

对负极材料进行材料学检测和/或分析化学检测包括对厚度、SEI膜成分、SEI膜中Li元素含量中的一种或多种进行检测；

对电解液进行材料学检测和/或分析化学检测是对指电解液中的电解质盐含量、正极活性物质的含量中的一种或多种进行检测；

对隔膜进行材料学检测和/或分析化学检测包括对隔膜的孔隙率、质量中的一种或两种进行检测。