[发明专利]测试电极材料安全性能的方法

说明书

本发明提供了一种测试电极材料安全性能的方法。该方法包括：(1)将电极材料、导电材料和粘结剂混合后涂布于集流体上，以便得到电极片；(2)利用所述电极片装配电池，对所述电池进行充放电循环后再充至满电状态；(3)对所述满电状态的电池进行拆解，以便取出所述电极片；(4)将电解液和步骤(3)得到的电极片转移至坩埚中密封后置于示差扫描量热仪中进行测试，以便得到所述电极材料的安全性能。该方法不仅简单便捷，而且可重复性高，测试结果准确、可靠，每个样品测试结果的准确率误差不高于1％。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种测试电极材料安全性能的方法。

背景技术

随着能源危机和环境污染等问题的日益突出，开发可持续发展新能源，建设低碳社会成为当务之急。锂离子电池作为一种新型高能绿色电池备受关注。它既保持了锂电池高电压、高容量的主要优点，同时，具有循环寿命长、价格低廉等特点。然而，正极材料由于其价格偏高、比容量偏低而成为制约锂离子电池被大规模推广应用的瓶颈，和负极材料相比，正极材料能量密度和功率密度低，并且也是引发动力锂离子电池安全隐患的主要原因。虽然锂电池的保护电路已经比较成熟，但是对于电池而言，要真正保证安全，正极材料的选择十分关键。

目前，评价锂离子电池正极材料的安全性和热稳定性主要采用示差扫描量热法，主要包括两种方式：一种是将处于充电状态的电池拆解后取出正极，去除电极表面的过量电解液并从集流体上刮下正极材料，取适量的正极材料装入不锈钢密封坩埚中进行DSC测试；另一种是以几种同类型正极材料制备扣式半电池，循环活化后充电到满电态，拆解半电池并将正极片刮粉与电解液一起进行DSC测试。然而，在集流体上刮下正极材料和极片上刮粉，不仅浪费人力物力，还浪费资源，并且如果刮料方法不当还会引起同材料的电池反复制作，每块电池都需要重新充电；此外，如果电解液去除的不彻底还会使测试结果出现双峰，导致测试结果不准确。

因此，评价锂离子电池正极材料的安全性和热稳定性的方法还有待进一步改进。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种测试电极材料安全性能的方法，以提高测试的重复性和测试结果的准确率。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提出一种测试电极材料安全性能的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将电极材料、导电材料和粘结剂混合后涂布于集流体上，以便得到电极片；

(2)利用所述电极片装配电池，对所述电池进行充放电循环后再充至满电状态；

(3)对所述满电状态的电池进行拆解，以便取出所述电极片；

(4)将电解液和步骤(3)得到的电极片转移至坩埚中密封后置于示差扫描量热仪中进行测试，以便得到所述电极材料的安全性能。

进一步地，步骤(1)中，所述电极材料为正极材料，所述电极片为正极片。

进一步地，步骤(1)中，所述电极材料、所述导电材料和所述粘结剂的质量比为(80～95)：(1～10)：(1～10)。

进一步地，所述电极材料、所述导电材料和所述粘结剂混合后形成的料浆的固含量为50～65wt％。

进一步地，步骤(1)中，在进行所述混合前预先对所述电极材料和所述导电材料进行第一真空干燥处理。

进一步地，所述第一真空干燥处理的温度为150～180℃，保温时间为6～10h。

进一步地，步骤(2)中，采用0.1～0.2C倍率的电流对所述电池进行2～5次充放电循环后再充至满电状态。

进一步地，所述电池的充电截止电压为4.3V，放电截止电压为3.0V，满电状态的电压为4.25～4.3V。