[发明专利]一种监控锂离子电池正负极电位的方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种有效监控锂离子电池正负极电压的方法。

背景技术

自1991年日本索尼(Sony)公司率先将锂离子电池商业化以来，由于其具有高能量密度、高电压、低自放电率和重量轻等优点，已经在各种领域得到了广泛的应用。近年来，随着科技的进步，人们对锂离子电池的性能要求日益提高。

锂离子电池一般包括正极、负极、间隔于正极和负极之间的隔膜，以及电解液。其中，正极和负极对锂离子电池的性能有着较大的影响，为了找出电池性能与正极和负极之间的关系，有必要对锂离子电池的正极和负极进行分别研究，其中，正极和负极在测试或工作中的电位研究是一项比较重要的项目，一般需要对其进行长时间的准确监控。

目前，用于监控正极和负极电位的方法主要是使用三电极的方法。传统的三电极的制作方法是在电池的制作过程中，在正极膜片和负极膜片间加入第三根参比电极，并用隔膜将参比电极与工作电极隔开。其中，第三根参比电极一般采用锂片或镀锂铜丝等。该方法不仅制作过程繁琐、在中间加锂片的制作环境要求高、制作成功率低，并且由于第三电极容易受到外部因素影响，导致测得的结果存在电位漂移。所以使用三电极的方法难以长时间持续地准确监控正极和负极电位。

有鉴于此，确有必要提供一种能够准确有效且长时间监控锂离子电池正极和负极电位的方法。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种能够准确有效且长时间监控锂离子电池正极和负极电位的方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种监控锂离子电池正负极电位的方法，包括以下步骤：

第一步，四电极锂离子电池的制备：将工作电芯和参比电芯封装在同一包装袋内，注入电解液，注入电解液，化成，老化，容量后制得四电极锂离子电池，所述工作电芯和参比电芯之间设有电子绝缘膜，所述工作电芯的前端设有正极极耳和负极极耳，所述参比电芯的前端设有第一极耳和第二极耳；

第二步，锂离子电池正负极电位的监控：对参比电芯进行充放电，然后将正极极耳和负极极耳分别与第一极耳和第二极耳中的任意一个连接，对锂离子电池正负极电位进行监控。

其中，参比电芯的大小和位置可以任意变动，只要参比电芯与工作电芯在一个电解液体系中即可

具体的监控方式分为如下四种：

一是将正极极耳和负极极耳同时与第一极耳连接，用第一极耳监控锂离子电池正极和负极的电压变化；

二是将正极极耳和负极极耳同时与第二极耳连接，用第二极耳监控锂离子电池正极和负极的电压变化；

三是分别将正极极耳和负极极耳与第一极耳和第二极耳连接，用第一极耳监控锂离子电池正极的电位变化，用第二极耳监控锂离子电池负极的电位变化。

四是分别将正极极耳和负极极耳与第二极耳和第一极耳连接，用第二极耳监控锂离子电池正极的电位变化，用第一极耳监控锂离子电池负极的电位变化。

作为本发明监控锂离子电池正负极电位的方法的一种改进，所述正极极耳和负极极耳位于所述包装袋的一端，所述第一极耳和第二极耳位于所述包装袋的另一端，以防止极耳间的短路。

作为本发明监控锂离子电池正负极电位的方法的一种改进，所述工作电芯包括正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间的电子绝缘膜。

作为本发明监控锂离子电池正负极电位的方法的一种改进，所述参比电芯为正极片。

作为本发明监控锂离子电池正负极电位的方法的一种改进，所述参比电芯为负极片。

作为本发明监控锂离子电池正负极电位的方法的一种改进，所述参比电芯包括正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间的电子绝缘膜。

其中，所述参比电芯的正负极极片可以为任一具有充放电平台并能嵌脱锂离子的活性材料，例如：正极活性物质可选自LiXO₂(X＝Ni、Co、Mn等)、LiMn₂O₄、LiNi_aCo_bM_ncO₂(a+b+c＝1)和LiNi_aCo_bAl_cO₂(a+b+c＝1)等；负极活性物质可选自石墨、软碳、硬碳、Li₄Ti₅O₁₂和合金等。

作为本发明监控锂离子电池正负极电位的方法的一种改进，第二步所述对参比电芯进行充放电为将参比电芯充放电至半充状态。