[发明专利]一种Li(M1-xFex)PO4/Li4Ti5O12高容量电池挑选方法

说明书

本发明涉及一种Li(M_1‑xFe_x)PO₄/Li₄Ti₅O₁₂高容量电池挑选方法，包括对Li(M_1‑xFe_x)PO₄/Li₄Ti₅O₁₂高容量电池在高电态、半电态以及低电态中的至少两种电态情况下进行测试，根据测试结果对电池单体进行挑选配组。由于锂电池在不同带电状态下其内阻和自放电也是在不断变化的，本发明主要依据Li(M_1‑xFe_x)PO₄/Li₄Ti₅O₁₂电池在充放电曲线中特有的三个快速压降区，通过在这三个快速压降区的至少两处进行测试筛选，能够有效保证配组后电池在各个工作状态的内阻和自放电趋势一致性高，经过长时间工作后，电池单体间依旧可以保持高度的一致性，提高模组使用寿命。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种Li(M_1-xFe_x)PO₄/Li₄Ti₅O₁₂高容量电池挑选方法。

背景技术

锂电池由于高安全性、超长寿命和优异的倍率性能以及低温特性成为快充型动力电池、启停系统电源、能源存储系统的优先选择对象。锂离子电池在实际应用时，电池单体需要以串并联形式组成电池模组，通常串并联的模式对电池单体间的一致性要求极其严苛。单体间差异会严重影响电池模组容量发挥，严重时造成电池单体的非可逆损伤，进而引起电池模组的报废甚至安全事故。内阻和自放电是电池成组后使用过程中，引起电池单体差异的主要原因。因此，快速、有效、准确地对电池单体进行大内阻、高自放电筛选分类然后配组，能够保证电池模组安全高效的工作，具有较大的经济效益。

钛酸锂电池由于具有零应变特性，目前被越来越多的应用于启动电源、大倍率充放电和低温等特殊环境中，但是钛酸锂电池的容量比较低，目前针对其容量缺点，开发设计出一款Li(M_1-xFe_x)PO₄/Li₄Ti₅O₁₂体系电池，其中M代表V、Mn、Co、Cr元素中的一种，这种体系电池容量较高，安全性能也高。但是目前对于此种体系电池的研究比较少，电池整体状态工作状态认识不足，挑选方案尚不完善，需要进一步探索。

目前，大多数钛酸锂电池自放电及内阻挑选方法都是针对正极使用锰酸锂、钴酸锂或者三元材料中的一种或者几种，负极为钛酸锂材料的电池体系。厂家对电池进行挑选时，首先将电池充电到高电压区，待电压稳定后，测试 并记录电池内阻，并且对电池进行一段时间(至少一周左右)搁置，然后记录电池的压降，计算电池自放电，最后根据测试的内阻和自放电对电池进行挑选和配组。这种方法对于Li(M_1-xFe_x)PO₄/Li₄Ti₅O₁₂体系电池的局限性在于无法全面的反应电池在不同带电状态时电池的内阻以及自放电情况，电池成组后依旧会由于内阻和自放电造成电池单体间性能差异较大。这是因为Li(M_1-xFe_x)PO₄/Li₄Ti₅O₁₂体系电池具有两个明显的工作电压平台，在充放电过程中其正负极活性物质中的锂离子浓度在时刻发生变化，锂离子浓度差严重影响了锂离子在活性材料中的扩散速率，并且活性材料由于锂离子的嵌入脱出其结构也在不断变化，所以不同带电态电池测试的内阻和自放电也会有很大差异。所以传统筛选方法只对电池高电压态下进行筛选无法准确有效地筛选出Li(M_1-xFe_x)PO₄/Li₄Ti₅O₁₂体系电池的内阻及自放电真实情况。