[发明专利]一种锂离子电池的耐压电性能测试方法

说明书

本发明公开了一种适应于全海深范围内承压的锂离子电池的耐压电性能测试方法，第一步是目测锂离子电池外观，需满足电池表面无颗粒以及无电解液痕迹、褶皱、破损、变形现象的要求；第二步是对锂离子电池进行耐压电性能测试，不低于35次循环的常压充放电和不低于125MPa条件下的放电测试，前后电池容量满足Q35/Q0≥98%后完成测试；通过本发明所规定的压力筒模拟测试，以电池的放电容量为判定主要依据进行锂离子电池在承压状态的电性能判断，通过本测试方法，可以快速、简单地对锂离子电池单体是否具备在全海深压力范围内安全放电的潜力进行快速评估，为万米承压的深海潜器在0～11000米海水下压力范围内的运行提供安全、可靠的能源动力保障。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及锂离子电池的筛选方法，特别涉及一种适用于全海深运行的锂离子电池耐压电性能测试方法。

背景技术

锂离子电池由于其高比能、高比功率特性已经成为最具潜力的深海装备用电池，用锂离子电池替换深海潜器传统的银锌电池可大幅提升深海装备的续航能力、电负载能力等。但锂离子电池能否承受深海巨大的海水压力是制约其应用于深海装备的首要难题。

目前，应用于深海装备的锂离子电池主要采用两种承压方式：（1）依靠承压壳体承压；（2）锂离子电池直接承压。前者所需的厚重壳体使得整个电池系统的质量比能大大降低，难以满足深海装备发展的需求。后者由于锂离子电池直接承压，对电池技术水平的要求高，其耐深海压力的能力评估尚不明确。如何考察经过耐压设计的锂离子电池能否真正承受深海复杂的压力环境，保障深海潜器在全海深范围内安全运行，已成为深海电池技术的瓶颈技术之一。

锂离子电池的放电容量是行业内技术人员用来衡量电池电性能的重要参数，然而在万米范围内的海水压力环境对长期循环的电池内部微观结构的影响巨大，使得锂离子电池放电容量衰减的加速，其影响因素与压力变化制度、放电热量等参数多项耦合作用不明，导致无法用行业内常规的容量筛选原则判断其深海耐压循环可靠性。

因此考核锂离子电池耐压循环可靠性的压力变化制度以及压力考核过程中的容量衰减之间关系尚不分明，是目前深海锂离子电池技术发展的尚待解决的难题之一。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种适用于全海深运行的锂离子电池耐压电性能测试方法。

为实现上述目的，本发明提供一种锂离子电池的耐压电性能测试方法，步骤如下：

第一步，目测锂离子电池外观，需满足电池表面无颗粒（含铝塑膜内层颗粒）以及无电解液痕迹、褶皱、破损、变形现象的要求；

第二步，对锂离子电池进行耐压电性能测试，不低于35次循环的常压充放电和极限压力125MPa条件下的放电测试：

第1步，依据锂离子电池的额定容量对电池进行0.1C～1C倍率条件下恒流充电，充电至额定充电截止电压后停止充电，将电池单体静置，静置时间≥20min；

第2步，将锂离子电池置于打压工装内，正负极外接至充放电柜（精度0.01A）；

第3步，将打压工装放入压力模拟装置（精度为115MPa/0.1MPa）的耐压罐中；

第4步，启动加压系统，按1～20MPa/min的加压速率加压至100～120 MPa，保压100～150min；

第5步，锂离子电池单体在升压大于等于20min后以额定容量0.1C倍率恒电流放电，放电至额定放电截止电压后停止，将电池单体静置，静置时间≥20min；0.1C为耐压电性能测试的最低放电速率，还包括大于0.1C的放电倍率；

第6步，第4步结束后，按1～20MPa/min的加压速率加压至125MPa及以上，保压≥20min；

第7步，压力模拟装置按卸压速率≥1MPa/min卸压至100～120 MPa，保压100～180min；