[发明专利]锂离子电池电解液锂离子迁移数的测试方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池电解液锂离子迁移数的测试方法，根据测试需求配制待测锂离子电池电解液；在手套箱内组装电解池，将待测锂离子电池电解液注入电解池中；对锂离子电池电解液进行固化处理；采用恒电位计时电流法和电化学阻抗的测试方法，测试电解池的计时电流曲线和电化学阻抗谱图，并获取相关参数。电解池包括工作电极结构件、对电极结构件和绝缘垫片，所述工作电极结构件通过绝缘垫片与对电极结构件螺纹连接后构成整体锂离子迁移数测试的电解池，有益效果：本发明可以对包括凝胶电解液和半固态电解液等进行锂离子迁移数的测试。锂离子电池电解液锂离子迁移数测试方法的测试对象覆盖范围广，测试方法简单，易于应用推广。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液锂离子迁移数的测试方法。

背景技术

锂离子电池工作过程伴随着锂离子和电子的传输，其中，锂离子电解液的传输动力学影响锂离子电池的综合性能(电池倍率、内阻、产热、循环等性能)。锂离子电池的能量和功率密度不只与电解液的离子电导率有关，例如，Li⁺在电解液中时会有溶剂化现象，即在其表面有一层溶剂化的外壳，Li⁺的迁移速度受到限制。对于阴离子而言，很少发生溶剂化。过多的阴离子聚集在正极表面，产生阴离子的浓度梯度，造成浓差极化，进而产生过电势，降低了锂离子电池能量密度和功率密度。

锂离子电池的工作过程伴随着电极活性物质的氧化还原反应，即锂离子的正负极侧的嵌入和脱出过程。在锂离子电池的充放电过程中，阴阳离子在正负极之间进行迁移，其中，Li⁺带正电荷，会在电场的作用下向负极进行迁移，电解液中Li⁺的迁移对于锂离子在正负极侧的嵌入脱出密切相关，通常定义Li⁺的迁移数量占电解液中所有的离子迁移数量的比例为Li⁺的迁移数。通过锂离子电池电解液锂离子迁移数的测试可以预测锂离子电池的性能。高的迁移系数对于提高锂离子电池的功率密度和能量密度具有重要的意义。如：授权公告号为CN 202494660 U的专利文献公开了一种电解液的锂离子迁移性能的测试装置，包括容器和与所述容器匹配的密封盖，所述密封盖上设有电极，所述电极的一端和置于所述容器内的固定管相连，另一端穿过密封盖上的中心插孔露出用于连接测试仪器的测试接头。授权公告号为CN 210514170 U的专利文献公开了一种锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，包括隔膜(1)、锂片(2)、电池外壳(4)，其特征在于，还包括集流板(3)，极耳(5)分体或一体成型在集流板(3)，两个锂片(2)由隔膜(1)分隔，隔膜(1)位于两个集流板(3)间，集流板(3)具有安装锂片(2)的定位槽(6)并将所述锂片(2)限位其内，且两个定位槽(6)在各自集流板(3)的位置对称。

锂离子电池通过电解质的凝胶化或者固态化，用来改善锂离子电池的安全性。对于凝胶电解质及半固态电解质而言，它们不同于液态电解液和全固态电解质，不具备液态电池的流淌性同时没有全固态电解质的机械强度。目前，对于凝胶电解质及半固态电解质而言，因为它们不具备液态电解液和全固态电解质的特性，其锂离子迁移数的测试尚无固定的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种锂离子电池电解液锂离子迁移数的测试方法，可以对锂离子电池凝胶电解液和半固态电解液进行锂离子迁移数的测试。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种锂离子电池电解液锂离子迁移数的测试方法，步骤如下：

步骤1、在手套箱内(水分0.1ppm，氧含量0.1ppm)，根据测试需求配制需要测试的电解液；针对采用原位聚合方法制备的凝胶电解液、半固态电解液和固态电解质，按照配方要求配制出聚合物电解质单体溶液；