[发明专利]一种快速评测高电压锂离子电池体系稳定性的方法

说明书

本发明公开了一种快速评测高电压锂离子电池体系稳定性的方法，包括步骤：步骤S1，在预设温度环境下以预设恒电流I1，对软包锂离子电池进行恒流充电到预设高电压U1，然后恒压进行预设时长的浮充充电；步骤S2，检测在浮充充电过程中的浮充充电电流大小，同时对浮充充电完成后的电池进行厚度膨胀测试，获得电池在充电完成后的厚度膨胀率；步骤S3，当浮充充电电流大小逐步降低，且最终的浮充充电电流稳定值能够降低至小于或者等于至预设电流稳定值，以及电池在充电完成的厚度膨胀率小于预设膨胀率时，判断锂离子电池体系的循环性能稳定。本发明基于全电池体系，利用浮充充电后产气膨胀率的测试方法，可有效筛选出循环稳定的高电压体系。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种快速评测高电压锂离子电池体系稳定性的方法。

背景技术

富锂锰基(Li_1.2Ni_0.13Co_0.13Mn_0.54O₂)正极材料，被视为下一代锂离子动力电池突破400Wh/kg的技术关键。富锂锰基正极材料放电比容量可达250mAh/g以上，前沿研究已达到400mAh/g的水平(Yuxuan Zuo,et al.Advanced Materials,2018,1707255)。而高电压下，锂离子电池的性能主要是由活性材料和电解液的结构和性质来决定的。但是锂离子电池＞4.5V的使用条件，对该体系中的正极材料和电解液都是很大的挑战。

富锂锰基的Li₂MnO₃(锰酸锂)组分中，氧原子参与氧化还原反应(Enyuan Hu,etal.Nature Energy,2018,3,690)，而晶格氧将以活性氧的形式释放，破坏界面稳定性，催化电解液发生氧化；另外，对于电解液而言，传统的体系通常在工作电压大于4.5V时，会发生分解，同时在循环过程中，界面成膜稳定性也发生恶化，反复进行重构和修补，一系列的反应都将造成逐渐产气的恶劣后果，循环性能下降等。因此，对于产气的监测，将是判断循环性能下降的重要指标。

目前，高电压富锂锰基(Li_1.2Ni_0.13Co_0.13Mn_0.54O₂)的市场正处在体系研发及应用转化技术的探索阶段，需要在电解液及材料体系上进行大量的技术改善和验证，其中，由于扣式半电池无法直观监测体系产气，同时受产气和电解液消耗的影响较小，因此对于判断富锂锰基-电解液体系的循环稳定性，扣式半电池并不能直接对应全电池的表现，但是，对于判断富锂锰基-电解液体系的循环稳定性，利用全电池循环测试的周期又较长。

因此，若能快速高效判定一个富锂锰基-电解液体系是否具有较高循环稳定性，将具有非常重要的意义和可观的应用价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种快速评测高电压锂离子电池体系稳定性的方法。

为此，本发明提供了一种快速评测高电压锂离子电池体系稳定性的方法，包括以下步骤：

步骤S1，在预设温度环境下，以预设恒电流I1，对软包锂离子电池进行恒流充电，直至充电到预设高电压U1，然后保持预设高电压U1不变，持续进行预设时长的浮充充电；

步骤S2，检测在浮充充电过程中的浮充充电电流大小，同时，对浮充充电完成后的软包锂离子电池进行厚度膨胀测试，测试获得软包锂离子电池在充电完成后的厚度膨胀率；

步骤S3，当在浮充充电过程中的浮充充电电流大小逐步降低，并且最终的浮充充电电流稳定值能够降低至小于或者等于至预设电流稳定值，以及软包锂离子电池在充电完成的厚度膨胀率小于预设膨胀率时，判断锂离子电池体系的循环性能稳定。

优选地，在步骤S1中，预设温度在20～55℃范围内；

在步骤S1中，电流I1的取值范围为大于0且小于1C；