[发明专利]测试电极活性材料的膨胀率的方法及其应用

说明书

本发明提供了测试电极活性材料膨胀率的方法、评测电极和电池质量的方法。该测试电极活性材料膨胀率的方法包括：提供原始电极片，原始电极片包括基体和设置在基体的表面上的电极材料层，电极材料层中含有电极活性材料和非活性材料；对原始电极片进行加压处理，并在加压状态下测量原始电极片中的电极材料层的有效原始厚度；将原始电极片组装成电池并使电池工作预定时间，得到膨胀电极片；对膨胀电极片进行加压处理，并在加压状态下测量膨胀电极片中的电极材料层的有效膨胀厚度；基于有效原始厚度和有效膨胀厚度，确定电极活性材料的膨胀率。该方法简单方便，测试结果排除了电极片中除电极活性材料膨胀以外的因素带来的误差，准确度高、可行性好。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体地，涉及测试电极活性材料的膨胀率的方法、评测电极质量的方法和评测电池质量的方法。

背景技术

在相关技术中，锂离子电池等动力电池中的电极活性材料(例如硅基材料、硅碳复合材料等)在使用过程中具有较高的膨胀率，从而导致动力电池的循环寿命降低、安全性能较差。因此，准确地测试电极活性材料的膨胀率对于动力电池的设计和研究具有重要的意义。然而，目前对于电极活性材料膨胀率测试的准确度仍然不高，且步骤繁杂、可行性差。

因而，现有的测试电极活性材料的膨胀率的相关技术仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种简单方便、测试结果可排除电极片中除电极活性材料膨胀以外的因素带来的误差、准确度高、或者可行性好的测试电极活性材料的膨胀率的方法。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种测试电极活性材料的膨胀率的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：提供原始电极片，所述原始电极片包括基体和设置在所述基体的表面上的电极材料层，所述电极材料层中含有电极活性材料和非活性材料；对所述原始电极片进行加压处理，并在加压状态下测量所述原始电极片中的所述电极材料层的有效原始厚度L；将所述原始电极片组装成电池并使所述电池工作预定时间，得到膨胀电极片；对所述膨胀电极片进行加压处理，并在加压状态下测量所述膨胀电极片中的所述电极材料层的有效膨胀厚度D；基于所述有效原始厚度L和所述有效膨胀厚度D，确定所述电极活性材料的膨胀率。发明人发现，该方法简单方便，测试结果排除了电极片中除电极活性材料膨胀以外的因素带来的误差，准确度高、可行性好。

根据本发明的实施例，所述有效原始厚度L是通过以下步骤测量的：在加压状态下测量所述原始电极片的厚度X；测量所述原始电极片中所述基体的厚度L₁，所述有效原始厚度L＝X-L₁。

根据本发明的实施例，所述有效原始厚度L是通过以下步骤测量的：利用游标卡尺测量压片模具的第一高度L₀；将原始电极片样品放入所述压片模具的内腔中，并利用所述游标卡尺测量所述压片模具的第二高度L₂；通过所述压片模具在厚度方向上对所述原始电极片样品进行加压处理，得到所述原始电极片样品的应力-应变曲线，并根据所述应力-应变曲线确定所述电极材料层的非弹性形变量L₃；利用螺旋测微仪测量所述原始电极片样品中所述基体的厚度L₁，所述有效原始厚度L＝L₂-L₁-L₀-L₃。

根据本发明的实施例，所述有效膨胀厚度D是通过以下步骤测量的：在加压状态下测量所述膨胀电极片的厚度H；测量所述膨胀电极片中所述基体的厚度D₁，所述有效膨胀厚度D＝H-D₁。