[发明专利]一种综合评价极片工艺对电池性能影响的方法

说明书

一种综合评价极片工艺对电池性能影响的方法，包括步骤1：制作出正极浆料和负极浆料；步骤2：制作软包电池；步骤3：检测所述软包电池的常温倍率性能；步骤4：对所述软包电池进行电化学阻抗谱测试，得到各个电池间的扩散阻抗大小；步骤5：进行高温加速循环实验，得到一定循环圈数时，放电容量保持率数据；步骤6：根据步骤3、4、5中得到的常温倍率性能、电池间的扩散阻抗大小、放电容量保持率数据综合分析极片工艺对电池性能的影响。本发明的有益效果：既从电池开发角度，评估了电池工艺优化对电池性能的影响，又从基础理论研究角度佐证工艺参数优化对性能的直接影响，且适用于各种结构的电池，适用范围广。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种综合评价极片工艺对电池性能影响的方法。

背景技术

锂离子电池生产线的前段制片工艺，比如混料，涂布，辊压等对电池的电化学性能和一致性有着关键的影响。从电池设计角度来看，混料工艺对电极材料颗粒的均匀分布有着决定性的影响，也对后续工序，比如涂布，辊压的工艺有较大影响。辊压工艺不仅影响颗粒的形貌和电极厚度，而且影响颗粒间的孔径分布和形貌。我们进一步可以得知颗粒形貌和电极厚度对电池的倍率性能有很大影响，而多孔特性影响电极与电解液之间的浸润性，从而影响电池的循环，高温等其他性能。涂布工艺固定的情况下，如果我们根据产能调整电池的匀浆顺序，需要相应地调整辊压的工艺参数。由此可见，电池开发人员需要有一种综合评价极片工艺对电池性能影响的方法，通过该方法指导工艺组合的优化使得设计的电池的各方面性能达到设计要求。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种综合评价极片工艺对电池性能影响的方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。

一种综合评价极片工艺对电池性能影响的方法，包括以下步骤：

步骤1：在确定不变的电极材料配方下，根据指定的混料顺序，制作出正极浆料和负极浆料；

步骤2：在确定不变的涂布工艺下，制作成相应的正负极片，按照实验设计的辊压参数，进行正负极极片的冷辊压，最后制作成软包电池；

步骤3：检测所述软包电池的常温倍率性能：在常温下，对所述软包电池以0.3C恒流恒压充电至4.2V，再分别以0.3C，1C和2C放电至3.0V，得到不同倍率下的放电容量，并计算出1C和2C相对于0.3C放电的保持率；

步骤4：在室温下，对所述软包电池进行电化学阻抗谱测试，得到的Warburg系数σ，根据半无限扩散阻抗计算公式对比各个电池间的扩散阻抗大小；

步骤5：进行高温加速循环实验：对所述软包电池2C恒流恒压充电至4.2V，恒压阶段0.2C 电流截止，再以2C恒流放电至3.0V，循环充放电，直至放电容量相对初始放电容量的保持率下降到80％，得到一定循环圈数时，放电容量保持率数据；

步骤6：根据步骤3、4、5中得到的常温倍率性能、电池间的扩散阻抗大小、放电容量保持率数据综合分析极片工艺对电池性能的影响。

进一步的，所述正、负极浆料的组分包括锰酸锂92.5％、PVDF4％、导电剂SP2％、导电剂KS1.5％。

进一步的，所述正极浆料采用湿混工艺或干混工艺制作，所述负极浆料采用湿混工艺制作。

进一步的，所述正极浆料包括根据PVDF胶液-导电剂-正极活性材料的投料顺序，采用湿混工艺制作的电池浆料，以及根据导电剂-正极活性材料-PVDF胶液的投料顺序，采用干混工艺制作的电池浆料。

进一步的，进行电化学阻抗谱测试时，软包电池SOC＝50％，采用5mV交流电压激励，所述电化学阻抗谱测试的频率范围为100KHZ至20mHZ。