[发明专利]一种用于预测锰酸锂‑钛酸锂电池剩余生命周期的方法

说明书

技术领域

本发明属于蓄电池领域，更具体地，本发明涉及一种用于预测锰酸锂-钛酸锂电池剩余生命周期的方法。

背景技术

新能源动力汽车在国家层面的战略推动下迅速发展，随之产生的废旧动力电池也将从2018年后开始快速增长。锰酸锂正极材料有较高的电动势、电位，可以支撑正极有较高的电压，钛酸锂负极材料具有高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点。所以以锰酸锂材料为正极、钛酸锂材料为负极的电池非常适合用作新能源动力汽车的电源。但是无论哪种动力电池都会面临退役的问题。

由于动力电池性能下降到80%时，就达到了新能源汽车动力电池报废标准，如果直接将这些电池进行拆解处理，将会造成资源的极大浪费。因此，国家大力倡导对废旧动力电池实现梯次利用，提高电池全生命周期使用价值。即将废旧动力

电池组拆包，对模块进行测试筛选再组装，梯次利用到储能或相关的供电基站以及路灯、低速交通工具等领域。

但目前业内很少将回收的废旧动力电池用于梯次利用。一方面，由于动力电池规格标准不统一，报废时的状态差别加大，回收再利用难度大。另一方面，由于无法准确预测废旧动力电池的剩余生命周期，电池梯次利用后的安全责任和售后维护归属不明，也是阻碍动力电池大规模梯次利用的重要原因。因此，实现动力电池的梯次利用，迫切需要开展动力电池生命周期预测技术，并能够对电池剩余使用价值做出准确的判断。

目前锂离子电池循环寿命的预测方法主要有两类：第一类是基于经验的直接预测法，利用电池使用中的经验知识，依据某些统计规律给出电池寿命的粗略统计，主要包括循环周期数法、安时法与加权安时法及面向事件的老化累计法。第二类是基于性能的间接预测方法，包括两个过程：一是退化状态识别，即根据电池已知运行状态信息、历史信息及状态监测信息估计电池的性能状态退化；二是性能预测，采用一定算法预测性能状态演化趋势。上述两类方法，均属于非破坏性的评价方法，只能粗略的预测电池的剩余价值，不能满足梯次利用对废旧动力电池剩余寿命精确预测的需求。

锰酸锂-钛酸锂电池由于安全性较高，报废的锰酸锂-钛酸锂电池仍然有较大的梯次利用使用价值。但目前缺乏一种对报废的锰酸锂-钛酸锂电池剩余生命周期准确的预测方法，全方位多角度的评价电池性能的衰减程度，从而为废旧锰酸锂-钛酸锂电池梯次利用提供依据。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种用于预测锰酸锂-钛酸锂电池剩余生命周期的方法，综合电池的电性能测试、电池组分的材料学检测及分析化学检测等手段，对废旧锰酸锂-钛酸锂电池进行检测分析，并比照标准数据库，对电池寿命进行判断，该方法对电池寿命的预测相对更为准确，为废旧锰酸锂-钛酸锂电池的梯次利用提供依据。

为实现上述目的，本发明提供一种用于预测锰酸锂-钛酸锂电池剩余生命周期的方法，包括如下步骤：

（1）对某种型号规格的锰酸锂-钛酸锂电池，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锰酸锂-钛酸锂电池，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）建立关于该型号规格的锰酸锂-钛酸锂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、材料学参数和/或分析化学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锰酸锂-钛酸锂电池，进行电性能检测，然后进行拆解，获得锰酸锂-钛酸锂电池的正极材料、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，判断锰酸锂-钛酸锂电池已经使用的循环次数，预估剩余的循环次数。

其中，指定循环次数是指根据锰酸锂-钛酸锂电池的特性，选取N次循环次数间隔采点，N为正整数，优选为100的倍数。

进一步地，所述锰酸锂-钛酸锂电池包括以锰酸锂为正极材料、以钛酸锂为负极材料的锂电池。