锂电池快充失效分析方法及三电极电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115754760A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211394461.2(22)申请日2022.11.08(71)申请人湖北亿纬动力有限公司地址448000湖北省荆门市荆门高新区掇刀区荆南大道68号(72)发明人付丽丽赵玉超韩威振(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332专利代理师季承(51)Int.Cl.G01R31/385(2019.01)G01R31/392(2019.01)H01M10/0525(2010.01)H01M10/44(2006.01)H01M10/48(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称锂电池快充失效分析方法及三电极电池(57)摘要本发明属于锂电池技术领域，公开一种锂电池快充失效分析方法及三电极电池，采用金属锂片作为三电极体系中的参比电极，并通过监测三电极体系中负极对参比电极的电位变化确定负极的析锂边界，在该三电极体系充放电过程中，金属锂片具有稳定的电位，且不存在参比电极镀锂层容易发生脱落、参比电极有效时长短等缺陷，避免干扰负极的电位信号，另外，相比于现有参比电极的丝状金属结构，金属锂片的片状结构具有更高的强度和稳定性，在三电极体系工作过程中，金属锂片始终作为基准零电位，因此，所获得的负极对参比电极的电位变化始终为负极相对基准零电位的电压变化值，从而为判断负极析锂边界提供更为准确的参考数据，提高试验结果的准确性。CN115754760ACN115754760A权利要求书1/2页1.锂电池快充失效分析方法，其特征在于，包括以下步骤：采用金属锂片作为三电极体系中的参比电极以制作三电极电池(100)；通过监测所述三电极体系中负极对所述参比电极的电位变化确定所述负极的析锂边界。2.根据权利要求1所述的锂电池快充失效分析方法，其特征在于，所述采用金属锂片作为三电极体系中的参比电极以制作三电极电池的方法包括以下步骤：S1、将多个所测电池分别以不同充电电流快充循环老化至不同寿命阶段；S2、拆解多个所述所测电池以获取正极片和负极片；S3、组装多个三电极电池(100)，单个所述三电极电池(100)包括所述金属锂片、同一所述所测电池的正极片和负极片构成的三电极体系。3.根据权利要求2所述的锂电池快充失效分析方法，其特征在于，所述通过监测所述三电极体系中负极对所述参比电极的电位变化确定所述负极的析锂边界的方法包括以下步骤：S4、对多个所述三电极电池(100)进行充放电测试，并监测负极对所述参比电极的电位变化；S5、根据所有所述三电极电池(100)中负极对所述参比电极的电位变化确定析锂边界。4.根据权利要求2所述的锂电池快充失效分析方法，其特征在于，在步骤S1中，所述所测电池三个为一组，各组所述所测电池以不同充电电流进行循环老化，每组中三个所述所测电池分别循环老化至初始寿命阶段、中间寿命阶段以及最终寿命阶段，所述初始寿命阶段、所述中间寿命阶段以及所述最终寿命阶段分别对应初始电池容量的100％、90％以及80％。5.根据权利要求2所述的锂电池快充失效分析方法，其特征在于，步骤S2中获取单个所述所测电池的正极片和负极片的步骤包括：S21、拆解所述所测电池以取出所述正极片和所述负极片；S22、在溶剂中浸泡所述正极片和所述负极片以去除异物；S23、在真空环境中干燥所述正极片和所述负极片。6.根据权利要求2所述的锂电池快充失效分析方法，其特征在于，在步骤S3中使用三通装置(1)组装形成所述三电极电池(100)，所述三通装置(1)包括同向延伸的第一通口(11)和第二通口(12)，所述第一通口(11)和所述第二通口(12)的中间垂直连接第三通口(13)；所述使用三通装置(1)组装形成所述三电极电池(100)的步骤包括：由所述第一通口(11)放入所述正极片，并使用具有第一导电体(2)的第一固定柱进行固定；由所述第二通口(12)放入所述负极片，并使用具有第二导电体(3)的第二固定柱进行固定；在所述正极片和所述负极片之间设置隔膜；由所述第三通口(13)放入所述金属锂片，并使用具有第三导电体(4)的第三固定柱进行固定；封装所述三通装置(1)，并在所述三通装置(1)内填充电解液。7.根据权利要求3所述的锂电池快充失效分析方法，其特征在于，在步骤S4中，同时监2CN115754760A权利要求书2/2页测所述三电极电池(100)中负极对所述参比电极的电位变化、正极对所述参比电极的电位变化以及正极对负极的电位变化。8.根据权利要求3所述的锂电池快充失效分析方法，其特征在于，在步骤S5中，分析所述三电极电池(100)的负极是否析锂的步骤包括：S51、负极对所述参比电极的电位大于或等于0伏，则为正常无析锂负极；S52、负极对所述