[发明专利]电池及电池放电后负极极片中剩余活性锂容量的测试方法

说明书

本发明提供一种电池及电池放电后负极极片中剩余活性锂容量的测试方法，本发明的测试方法可以得到电池负极极片中剩余活性锂含量，对电池的补锂量进行定量分析，进而能准备地判断出电池的实际补锂程度，避免由于电池制备过程中负极极片补锂不足或补锂过量，影响电池的后续使用。且本发明的测试方法简单、准确程度高。

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池及电池放电后负极极片中剩余活性锂容量的测试方法。

背景技术

在二次电池中，锂离子二次电池相对于其它种类的二次电池来说，其较高的能量密度优势使其在市场上占据主流地位。其中，以磷酸铁锂为正极活性物质的锂离子二次电池以其高安全性、低成本、长寿命的特点广泛应用于电动大巴动力系统，并在大规模储能领域拥有广泛的应用前景。

近年来，基于度电成本考虑，对锂离子二次电池寿命的要求越来越高。虽然磷酸铁锂具有较高的结构稳定性，但是在石墨负极表面会发生固体-电解质液界面膜(SEI膜)的溶解-修复平衡，导致可用于正负极之间穿梭的活性锂离子不断减少，从而不可避免地发生容量损失。以磷酸铁锂为正极活性物质、以钛酸锂为负极活性物质的锂离子二次电池由于不生成SEI膜，可以避免由SEI膜的溶解-修复平衡引起的负极副反应导致的容量损失，但是钛酸锂较高的电压平台导致锂离子二次电池的放电电压平台较低，能量密度过低，且钛酸锂昂贵的单价导致单位Wh成本过高。因此，需要有效的技术手段兼顾锂离子二次电池的高能量密度和长寿命。

目前改善锂离子二次电池寿命的主要手段有：选择循环性能和存储性能好的磷酸铁锂种类和石墨种类、优化电解液配方(改变有机溶剂、添加剂)、优化正极膜片和负极膜片配方、优化SEI膜生成条件等。这些手段均从抑制由SEI膜的溶解-修复平衡引起的负极副反应角度考虑，通过节流的方式延缓活性锂离子的减少，因此能起到的作用有限，锂离子二次电池的循环寿命最高可以做到5000～6000次左右，与长寿命电动大巴和大规模储能系统10000次以上循环寿命的目标尚有较大差距。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的一目的在于提供一种电池放电后负极极片中剩余活性锂容量的测试方法，其能对电池的补锂量进行定量分析并准确判断电池的实际补锂程度。

本发明的另一目的在于提供一种电池，所述电池可具有较好的循环性能和存储性能，可以满足长寿命电动大巴和大规模储能系统的使用需求。

为了达到上述目的，在本发明的一方面，本发明提供了一种电池放电后负极极片中剩余活性锂容量的测试方法，其包括步骤：

步骤1，在25℃下，将待测试电池以倍率电流I₁充电至100％SOC，然后以倍率电流I₁放电至0％SOC，结束后得到电池首周充电过程中的V-SOC曲线，V表示开路电压，电池首周充电过程中的充电容量用Cap₁表示；

步骤2，将步骤1得到的V-SOC曲线处理得到dSOC/dV-V曲线，取该dSOC/dV-V曲线上电压由高至低方向第一个波峰与第二个波峰之间的波谷位置对应的电压值，并记为V₁，然后在步骤1得到的V-SOC曲线上找到电压为V₁时对应的SOC数值，并记为SOC₁；

步骤3，将步骤1得到的放电至0％SOC的电池拆解，得到负极极片，将双面涂覆的负极极片处理成单面涂覆的负极极片并裁切后或直接将单面涂覆的负极极片裁切后，与锂金属片组装成扣式半电池，将得到的扣式半电池以倍率电流I₂进行满充满放循环测试，记录扣式半电池第N周放电过程中的V-SOC曲线，其中N≥2，扣式半电池第N周放电过程中的放电容量用Cap₂表示，扣式半电池充放电的倍率电流I₂根据公式(1)计算得到：

I₂＝(S₂/S₁)×I₁公式(1)；