[发明专利]新型锂离子电池工业用无损检测的参比电极和三电极体系及方法

说明书

本发明涉及一种新型锂离子电池工业用无损检测的参比电极和三电极体系及方法，包括：不经过任何表面酸化和镀锂处理的锰丝、铁丝、镍丝或铝丝；包括锂离子电池和参比电极；锂离子电池为包含正极、隔膜、负极、电解液的硬壳电池；这种参比电极的三电极体系，包括锂离子电池和参比电极；锂离子电池为包含正极、隔膜、负极、电解液的软包电池。本发明的有益效果是：通过运用金属镍丝或者铝丝，直接加入或预埋到钢铝壳电池/软包电池中，实现工业化应用和无损检测的目的；该参比电极不仅耐水氧侵蚀、成本低、无需隔绝水氧、无需表面镀锂处理，而且简单易制、稳定性好。可更好地对电池内部正负极电化学微元区反应和极化进行研究。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，涉及一种针对钢/铝壳以及软包锂离子电池工业用无损检测参比电极，及其三电极体系的制作和测试方法；尤其涉及一种新型锂离子电池工业用无损检测的参比电极和三电极体系及方法。

背景技术

锂离子电池由于其能量密度高、循环寿命长等优点，在通信、储能以及电动汽车上都得到了广泛的应用。目前对于其材料、性能以及安全问题的研究工作也越来越深入。目前市场上有软包、钢壳、铝壳等类型的锂离子电池。其中软包电池具有体积和质量比能量高、设计灵活等优点，多用于3C数码类产品以及动力或民用动力领域，方形钢壳电池具有安全性高、Pack工艺简单等特点，多用于动力、通信及储能等领域。目前，对电池新电极材料、电池体系的电化学性能的测试与评价是目前锂离子电池性能提高、技术改造以及失效分析中的一个重要环节。

因此，为了更好地研究电池的各种电化学性能，经常会引入参比电极，以参比电极作为标准，分别测试正极和负极对参比电极的电位及其在不同测试工况下的电位变化。通过三电极体系可对电池的化成成膜反应、循环充放电、倍率充放电、高低温充放电、电池析锂量化分析、正负极阻抗变化以及电芯的失效等方面进行全面、原位的分析。在电池预充化成过程中，通过参比电极的引入可得到正负极各自相对于一个稳定的基准电极的电压和阻抗变化，达到对电池内部电化学反应进行原位检测的目的。再者，如电池在进行倍率充放电时，中值电压会随着充放电倍率的增加而降低，而三电极系统的搭建便可以很好地分析正、负极各自的极化程度，找出改善性能的方法。

国内外多才采用锂片或者铜丝镀锂的方式作为参比电极，通过各种电化学测试对电池内部各个电极体系及电化学行为进行研究和分析。如专利号CN202949008U公开了一种锂离子电池的三电极装置，其参比电极采用金属锂片，直径为10～20mm，厚度为0.2cm，但在冷/热压过程中易压迫隔膜导致电芯短路；专利号CN107293778A中公布了一种采用微安级别小电流在处理过的铜丝表面进行镀锂的方式作为参比电极使用的方法，该方法最为常用，但对设备精度要求高，且镀锂层易脱落，影响稳定性。此外，专利CN107293778A公布了一种软包三电极电池组装方法，采用的参比电极为金丝、银丝或铂丝，但成本高、精度较差。

综上所述，设计一种新型锂离子电池工业用无损检测的参比电极和三电极体系及方法，就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种新型锂离子电池工业用无损检测的参比电极和三电极体系及方法。

这种新型锂离子电池工业用无损检测的参比电极，包括：不经过任何表面酸化和镀锂处理的锰丝、铁丝、镍丝或铝丝；所述锰丝、铁丝、镍丝或铝丝的直径在0.01mm至1cm之间。

这种参比电极的三电极体系，包括锂离子电池和参比电极；

所述锂离子电池为包含正极、隔膜、负极、电解液的硬壳电池；

所述锂离子电池的防爆阀加装有参比电极，并与隔膜紧密接触后固定密封。

这种参比电极的三电极体系，包括锂离子电池和参比电极；

所述锂离子电池为包含正极、隔膜、负极、电解液的软包电池；