[发明专利]三电极电芯结构及其制备方法、测试负极电位的方法

说明书

本发明提供了一种三电极电芯结构及其制备方法、测试负极电位的方法。该三电极电芯结构中，至少一组极组还包括第一参比电极、第二隔膜、第二参比电极以及第三隔膜，第一参比电极位于负极和第一隔膜之间；第二隔膜位于负极和第一参比电极之间；第二参比电极位于正极和第一隔膜之间；以及第三隔膜位于正极和第二参比电极之间。在实际测量过程中，可在进行叠片、卷绕电芯的生产过程中，按照本发明提供的三电极电芯结构进行组装，然后通过测试负极和第一参比电极的电位差、负极和第二参比电极之间的电位差，即可修正三电极测试中因引入隔膜产生的极化，在充电过程中测量得到更准确的负极电位，进而为判断锂电池是否发生析锂提供更准确的数据支撑。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体而言，涉及一种三电极电芯结构及其制备方法、测试负极电位的方法。

背景技术

锂电池作为电子产品的动力来源，在社会生活中得到广泛应用，且必不可少。地球化石能源的日益消耗以及因此造成的环境问题也为人类敲响了能源应用的警钟，一方面必须开发和利用可再生能源，减少对单一的化石能源的依赖，另一方面要对化石能源消耗产生的有害物质进行控制与无害化处理。针对这些问题，用电能替换现有的化石能源驱动汽车，即发展动力电池汽车成为各国努力的方向之一。

然而，在锂电池使用过程中，负极容易出现析锂现象，析锂的产生将会加速电池容量衰减，严重的会刺穿隔膜，造成内短路，引发严重的安全事故。因此，如何准确判断锂电池电芯发生了析锂是十分重要的。

目前，判断电芯析锂的方法包括：1、三电极方法，以负极电位0V作为负极析锂的标准；2、电压弛豫曲线方法，以充电后的静置状态电压曲线是否出现特征峰，作为是否析锂的评判标准；3、放电容量微分曲线方法，该方法通过放电过程中的容量微分曲线是否出现特征峰，评判是否发生析锂；4、目视法，该方法主要通过对循环过程中的电芯进行满电状态拆解，观察负极界面，判断是否发生析锂。

然而，目前的测试方法中，电压弛豫曲线以及放电容量微分曲线方法在电芯低温析锂时，特征峰明显，但在常温条件中特征峰很难观察到，存在一定的局限性。目视法通过循环拆解判断是否析锂需要长时间的循环测试，耗时长，成本高。并且，通过拆解电池观察负极界面判断是否析锂的方法，由于人的肉眼观察有一定限度，该方法受人为影响较大，会对结果判断产生误差，并且该方法无法通过具体数据量化。较为成熟的方法是通过三电极电芯判断析锂是否发生，以负极电位为0V作为标准，负极电位小于0V时，认为发生析锂。但是，在三电极电芯实际制作过程中，需要在参比电极外增加一层隔膜，制作过程中引入隔膜产生极化，将会对三电极测试结果造成一定的偏差，需要进行修正。

综上，现有技术中在使用三电极方法测试负极电位时，因引入隔膜存在偏差，导致测试结果不准确。因此，有必要提供一种测试方法，能够最大程度上消除由于三电极制作过程中引入隔膜产生的极化，从而有效去除偏差，得到负极表面真实电位。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种三电极电芯结构及其制备方法、测试负极电位的方法，以解决现有技术中在使用三电极方法测试负极电位时，由于引入隔膜产生极化导致的测试结果不准确的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种三电极电芯结构，包括外壳和封装在外壳内部的电解液以及至少一组极组，极组包括正极、负极及位于正极和负极之间的第一隔膜，至少一组极组还包括：第一参比电极，位于负极和第一隔膜之间；第二隔膜，位于负极和第一参比电极之间；第二参比电极，位于正极和第一隔膜之间；以及第三隔膜，位于正极和第二参比电极之间；其中，第一隔膜、第二隔膜及第三隔膜均相同。

进一步地，第一参比电极和第二参比电极均为铜线；优选地，铜线具有第一端头和与第一端头相对的第二端头，其中第一端头为裸铜线端头，并位于正极和负极之间；第二端头为漆包铜线端头，并位于正极和负极之外，且穿过外壳延伸至其外部。

进一步地，第一端头的长度为2~5cm；优选地，漆包铜线端头的直径为22~53μm ，裸铜线端头的直径为20~50μm。