[发明专利]一种锂离子电池放电深度的估算方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池放电深度的估算方法，涉及储能材料技术领域，包括以下步骤：对标准电池进行恒流恒压充电，测试其容量；通过对标准电池进行充电或放电，将荷电状态调整至自己所需的DOD状态；对不同DOD状态下的标准电池进行XRD表征，并得到各DOD下的XRD谱图，并绘制DOD‑2θ曲线；对不同DOD状态下的标准电池进行Raman表征，并得到各DOD下的Raman谱图，并绘制DOD‑波数强度曲线；将与标准电池具有相同种类活性物质的待测电池拆解，拆解后进行XRD和Raman表征，将其谱图数据与标准电池的DOD‑2θ曲线和DOD‑波数强度曲线进行比较，从而对待测电池放电深度进行估算。本发明操作简单、快捷，适用于锂电池的放电深度分析以及结构分析。

技术领域

本发明涉及储能材料技术领域，尤其涉及一种锂离子电池放电深度的估算方法。

背景技术

新能源汽车行业是我国的新兴行业之一，也是我国迈向汽车强国的必由之路。新能源汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车等，其组成部分主要包含电池、充电桩、整车三大方面，其中电池一般使用的是锂离子电池。锂离子电池是具有一系列优良性能的绿色电池，已被广泛应用。以磷酸亚铁锂为正极材料的锂离子电池现已广泛应用于手机、电动车、航模玩具、矿灯等动力电池领域。

锂离子电池主要结构包含正极、负极、隔膜、电解液四大部分。目前用作锂离子电池的正极材料常见的有：锂钴氧化物(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、镍酸锂(LiNiO₂)及磷酸锂铁(LiFePO₄)等，都是按照正极材料的类型来命名，负极通常为石墨类负极。

DOD是指放电深度，即电池放出的容量占其额定容量的百分比。放电深度是影响电池寿命的主要因素，当二次电池(锂电池)的放电深度越深，其充电寿命就越短，会导致电池的使用寿命变短，因此在使用时应尽量避免深度放电，避免将电池过放至极低的电压。

锂电池不具有记忆效应，记忆效应是指电池长时间经受特定的工作循环后，自动保持这一特定的倾向。有些人习惯把手机锂离子电池用到自动关机再充电。这个完全没有必要。用完电量再充电的情况叫做深度充放电，深度充放电次数过多会导致电池寿命过早结束，而长时间使用寿命结束的锂电池则极易造成电池鼓胀等情况，从而引发爆炸。可见锂电池的放电深度预测具有对决定其应用场合及判断其使用寿命具有重要意义。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池放电深度的估算方法，通过对电池进行XRD和Raman表征，并将待测电池与标准电池进行比较，从而评估待测电池的放电深度，方法简单快捷。

本发明提出的一种锂离子电池放电深度的估算方法，包括以下步骤：

S1、定容：对标准电池进行恒流恒压充电，测试其容量；

S2、容量调整：通过对标准电池进行充电或放电，将荷电状态调整至自己所需的DOD状态；

S3、XRD测试：对不同DOD状态下的标准电池进行XRD表征，并得到各DOD下的XRD谱图，并绘制某一晶面对应于的荷电状态与偏转角的关系曲线，即DOD-2θ曲线；

S4、Raman测试：对不同DOD状态下的标准电池进行Raman表征，并得到各DOD下的Raman谱图，并绘制某一振动方式对应于的荷电状态与波数强度的关系曲线，即DOD-波数强度曲线；

S5、评估：将与标准电池具有相同种类活性物质的待测电池拆解，拆解后进行XRD和Raman表征，将其谱图数据与标准电池的DOD-2θ曲线和DOD-波数强度曲线进行比较，从而对待测电池放电深度进行估算。

在本发明中，上述S3中，DOD-2θ曲线的绘制是以不同DOD状态为横坐标，以不同DOD状态下的偏转角2θ角为纵坐标。