[发明专利]参比电极的处理方法和三电极锂离子电池

说明书

本发明提供了一种参比电极的处理方法和三电极锂离子电池。该处理方法包括以下步骤：获取三电极电芯，三电极电芯包括初始参比电极、正极和负极；对初始参比电极进行溶锂，得到表面无锂残留的中间参比电极；对中间参比电极进行镀锂，得到表面具有锂金属层的目标参比电极。应用本发明的技术方案，通过在三电极锂离子电池参比电极的使用过程中增加溶锂处理，可以动态清除金属导体表面的残余锂以及反应产物，从而使得金属导体恢复良好的表面状态，以便在后续镀锂步骤中保持镀锂层的光滑平整均匀性，从而有效提高镀锂后参比电极的稳定性，延长参比电极和三电极锂离子电池的服役时间。

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池领域，具体而言，涉及一种参比电极的处理方法和三电极锂离子电池。

背景技术

随着能源危机和环境污染等问题的日益突出，新能源技术的发展引起了社会各界的重视。锂离子电池是目前新能源领域十分重要的能源转换装置，广泛应用于交通运输工具、便携电子设备等方面，人们的日常生活与社会的健康发展都与其密不可分，但同时也对其各方面性能提出了更高的要求。通常测试的电性能都是综合了正极、负极、电解液等组成部分的结果，很难在不破坏电池的前提下测得正极、负极的真实状态，因此参比电极技术在锂离子电池开发、测试、应用过程中发挥着尤为重要的作用。例如参比电极可以探测负极电位，为快充策略的制定提供关键的信息。对锂离子电池参比电极的要求是本身极化要小，可以准确测得正负极电位等信息，并且可以较长时间稳定的工作。利用金属导体表面镀锂的原位三电极技术可以满足使用要求，这也是目前在锂离子电池领域较为广泛应用的三电极技术。该参比电极通过将金属导体置于电芯内部，并且以正极或者负极为锂源原位电镀沉积一层金属锂来实现原位三电极的制备，该方法可以较为准确的监测正负极电位，分解正负极电位、阻抗状态等。

但是，上述的参比电极在使用过程中依然存在一些问题：由于金属导体表面的锂与电解液接触会发生化学反应生成很多副产物，造成化学损耗；另一方面，持续的监测电位也会损失活性锂，造成电化学损耗。当金属导体表面的锂残余量较少，电位就会出现不稳定，参比电极则不能再继续工作，需要重新给参比电极镀锂。但是原位参比电极经过多次镀锂后，由于金属导体表面的锂与电解液的反应产物以及每次镀锂前残余的少量金属锂导致金属导体表面状态极差，使得金属锂不能很好的沉积在金属导体的表面，因此很容易出现电位不稳的情况，从而导致参比电极失效。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种参比电极的处理方法和三电极锂离子电池，以解决现有技术中三电极锂离子电池的参比电极长期工作后电位不稳、使用寿命短的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种参比电极的处理方法，包括以下步骤：获取三电极电芯，三电极电芯包括初始参比电极、正极和负极；对初始参比电极进行溶锂，得到表面无锂残留的中间参比电极；对中间参比电极进行镀锂，得到表面具有锂金属层的目标参比电极。

进一步地，溶锂步骤包括，利用初始参比电极分别测量三电极电芯的正极初始电位V1和负极初始电位V2；以正极为第一溶锂正极，初始参比电极为第一溶锂负极，进行第一放电溶锂，当第一溶锂正极相对于第一溶锂负极的电位达到第一预设电位值V3时，停止第一放电溶锂；第一预设电位值V3≤(V1－0.1)；以负极为第二溶锂正极，初始参比电极为第二溶锂负极，进行第二放电溶锂，当第二溶锂正极相对于所示第二溶锂负极的电位达到第二预设电位值V4时，停止第二放电溶锂；第二预设电位值V4≤(V2－0.1)。

进一步地，镀锂步骤包括：以正极为镀锂正极，中间参比电极为镀锂负极，进行第一充电镀锂；以负极为镀锂正极，中间参比电极为镀锂负极，进行第二充电镀锂，得到目标参比电极。

进一步地，第一放电溶锂的电流为0.01～0.2mA；优选地，第一放电溶锂的电流为0.01～0.1mA；第二放电溶锂的电流为0.01～0.2mA；优选地，第二放电溶锂的电流为0.01～0.1mA。

进一步地，对初始参比电极进行至少3次溶锂操作。