[发明专利]一种基于三电极锂离子电池分析容量衰减的方法

权利要求书

1.一种基于三电极锂离子电池分析容量衰减的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.提供三电极锂离子电池；

S2.对所述三电极锂离子电池进行循环老化测试，在所述循环老化测试过程中，间隔一定循环次数，对所述三电极锂离子电池进行不同循环次数下的电池容量测试；其中，所述电池容量测试包括：a.恒流充电至设定充电截止电压；b.恒压充电至设定电流；c.静置后进行恒流放电；e. 在电池容量测试过程中，以预设频率采集放电过程中三电极锂离子电池的电池容量Q数据和电压V数据，其中所述电压V数据包括全电池电压V_F数据、正极电压V_P数据和负极电压V_N数据；

S3.在三电极锂离子电池循环老化至到规定的电池寿命截止条件后，停止循环老化测试；

S4.在同一坐标系中绘制不同循环次数下的放电电压曲线V-Q图，所述放电电压曲线V-Q图包括全电池电压曲线V_F-Q、正极电压曲线V_P-Q和负极电压曲线V_N-Q；

S5.根据所述放电电压曲线V-Q图，分析锂离子电池容量衰减的原因。

2.如权利要求1所述的基于三电极锂离子电池分析容量衰减的方法，其特征在于，根据所述放电电压曲线V-Q图，分析锂离子电池容量衰减的原因具体包括：

如果全电池电压曲线V_F-Q图中，在放电末期以正极电压截止，判断所述锂离子电池容量衰减的主要原因为锂离子电池内部正极活性材料损失；

如果全电池电压曲线V_F-Q图中，在放电末期以负极电压截止，判断所述锂离子电池容量衰减的主要原因为锂离子电池内部负极活性材料损失或者电池可用锂离子损失；

其中，正极电压曲线V_P-Q在放电末期若出现明显下降，则判断全电池电压曲线V_F-Q图中，在放电末期以正极电压截止，否则，则判断在放电末期以负极电压截止。

3.如权利要求2所述的基于三电极锂离子电池分析容量衰减的方法，其特征在于，如果全电池电压曲线V_F-Q图中，在放电末期以负极电压截止，则还包括：

将采集到的电池容量Q数据以及电压V数据进行微分处理，得到dQ与dV；

将采集到的电池容量Q数据作为X轴数据，dV/dQ的比值作为Y轴数据，使用高斯滤波数据处理方法对dV/dQ的比值进行滤波处理后，得到电压微分曲线dV/dQ-Q图；其中，所述电压微分曲线dV/dQ-Q图包括全电池电压微分曲线dV_F/dQ-Q、正极电压微分曲线dV_P/dQ-Q和负极电压微分曲线dV_N/dQ-Q；

将不同循环次数下的电池容量测试中得到的负极电压微分曲线dV_N/dQ-Q在同一坐标系中右对齐，分析锂离子电池容量衰减的原因：如果各负极电压微分曲的右半部分基本重合，则判断所述锂离子电池容量衰减的主要原因为锂离子电池可用锂离子损失，否则判断所述锂离子电池容量衰减的主要原因为锂离子电池内部负极活性材料损失。

4.如权利要求1所述的基于三电极锂离子电池分析容量衰减的方法，其特征在于，所述电池容量测试包含以下步骤：

a.在25℃±2℃的恒温环境下，以单位电流I恒流充电至充电截止电压V1；

b.以恒压V1对三电极锂离子电池进行恒压充电，直至电流降至0.05I截止，充电结束后静置60min；

c.以单位电流I恒流放电至放电截止电压V2，放电结束后静置60min；

d.计算放电容量；

e.重复步骤a~d，当连续三次试验结果的极差小于额定值的3%，提前结束试验，取最后三次结果平均值；

f.在电池容量测试过程中，以预设频率采集放电过程中三电极锂离子电池的电池容量Q数据和电压V数据，其中所述电压V数据包括全电池电压V_F数据、正极电压V_P数据和负极电压V_N数据。