[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

说明书

本发明公开了一种基于三电极锂离子电池分析容量衰减的方法，其可以对锂离子电池进行无损检测，在不拆解电池的情况下，通过分析循环老化中不同循环次数下的放电电压曲线V‑Q图和电压微分曲线dV/dQ‑Q图，判断锂离子电池容量衰减的原因，进而可以提出电池失效的根本原因，并为今后电池的性能改进提供依据和方向。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及了一种基于三电极锂离子电池分析容量衰减的方法。

背景技术

环境污染和能源枯竭是人类面临的两大问题。为了应对环境和能源的双重压力，近年来，世界上多数国家都将发展电动汽车作为节能减排的重要途径。动力电池是电动汽车的核心部件之一，动力电池的性能指标直接影响电动汽车的整体性能。为了保证电动汽车的行驶及安全性能，当电动汽车行驶到一定的里程路数之后，便要更换退役锂电池。通常在电池行业内，以电池容量作为评价电池是否退役的指标。然而，锂离子电池在使用阶段会出现容量持续衰减问题。所以，研究分析锂离子电池容量衰减的机理非常重要。

锂离子电池的容量衰减可能由于电池正极活性材料的损失，电池负极活性材料的损失，或者电池可用锂离子的损失等原因所导致的。不同正负极材料的电池、不同的循环工况以及不同的环境条件，导致电池的容量的衰减的机理也不相同。

对于电池容量衰减机理的研究，往往需要将电池拆解，利用XRD（X-RayDiffraction， X射线衍射），SEM（ScanningElectronMicroscope，扫描电子显微镜）等方法，分析电池的正负极的变化情况，从而判断得到电池的衰减机理。但是对于实际电动车上的电池来讲，这样损坏电池的方法是完全不可行的。

发明内容

为了弥补已有技术的缺陷，本发明提供一种基于三电极锂离子电池分析容量衰减的方法。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种基于三电极锂离子电池分析容量衰减的方法，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。

进一步地，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；