[发明专利]一种四电极软包锂电池、其制备方法和测试方法

说明书

本发明属于软包锂电池技术领域，具体涉及一种四电极软包锂电池、其制备方法和测试方法。该四电极软包锂电池包括：被测电芯，其包括第一正极片、第一负极片，所述第一正极片和所述第一负极片分别设置有极耳，所述第一正极片和所述第一负极片由隔膜隔开；辅助电芯；其包括第二正极片、第二负极片，所述第二正极片和所述第二负极片分别设置有极耳，所述第二正极片和所述第二负极片由隔膜隔开；各极片浸泡在电解液中；外膜，用于封装所述被测电芯和所述辅助电芯。本发明采用独立的被测电芯和辅助电芯，形成以辅助电芯的极片为参比电极的四电极测试结构，可以解决现有的三电极测试结构的各种问题。

技术领域

本发明属于软包锂电池技术领域，具体涉及一种四电极软包锂电池、其制备方法和测试方法。

背景技术

锂离子电池具有高比能量、低自放电、长寿命、无记忆效应和环境友好等优势，已经被广泛地应用于3C产品、新能源汽车、储能领域等。对锂离子电池的电化学体系的测试与评价是进一步改善电池安全性，提高电池性能，进行技术改造的重要环节。这需要一种原位检测电池内部电化学反应的方法，对充放电过程中正负极电位变化进行实时监测监控。目前的方法基本是通过三电极方法引入参比电极，可对电池内部正极电位、负极电位和阻抗进行原位监控。中国专利CN202949008U公开了一种锂离子电池的三电极装置，参比电极为金属锂片，直径为10～20mm，厚度为0.2cm。中国专利CN107293778A公开了一种三电极电池及其制备方法，其参比电极为铜丝，通过微电流镀锂将金属锂电镀在铜丝表面，形成锂参比电极。这些公布的技术中要么金属锂电极直接用作参比电极，但锂对氧气和水分敏感，不能在空气中暴露，这需要电池在惰性和干燥环境下组装，操作麻烦，要么使用铜丝、银丝或铂丝做参比电极，通过首次充电使正极中脱出的锂在金属丝是预沉积金属锂，作为参考电位，这将导致正极电位的失真，同时裸露的金属丝在电解液中会对电信号造成一定的干扰，另一方面金属丝参比电极镀上的锂还是相对较薄，难以维持较长时间的充放电循环，长期充放电会消耗殆尽。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种四电极软包锂电池、其制备方法和测试方法。本发明所提供的四电极软包锂电池，其中的参比电极能够经历电池充放电循环测试基本不受影响，便于精确的开展电池体系的测试分析。其使用操作易行，制备简单，易于工业化应用。

本发明所提供的技术方案如下：

一种四电极软包锂电池，包括：

被测电芯，其包括第一正极片、第一负极片，所述第一正极片和所述第一负极片分别设置有极耳，所述第一正极片和所述第一负极片由隔膜隔开，所述第一正极片和所述第一负极片分别浸泡在第一电解液中；

辅助电芯；其包括第二正极片、第二负极片，所述第二正极片和所述第二负极片分别设置有极耳，所述第二正极片和所述第二负极片由隔膜隔开，所述第二正极片和所述第二负极片分别浸泡在第二电解液中；

外膜，用于封装所述被测电芯和所述辅助电芯。

上述技术方案采用独立的被测电芯和辅助电芯，形成以辅助电芯的极片为参比电极的四电极测试结构，可以解决现有的三电极测试结构的各种问题，例如：避免直接以被测电芯的电极作为参比电极所带来的问题，也可以避免设置金属丝作为参比电极所带来的问题。

具体的，所述被测电芯的第一正极片所包含的活性物质为钴酸锂、锰酸锂、富锂锰酸锂、镍锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、磷酸锰锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或镍钴锰铝酸锂中的任意一种或多种的混合。

基于上述技术方案，本发明可以适用于各类现有的常见锂电池的检测。

具体的，被测电芯的第一负极片所包含的活性物质为人造石墨、中间相碳微球、钛酸锂和硅碳负极材料中的一种或几种。

具体的，所述辅助电芯的第二正极片为磷酸铁锂正极极片、磷酸锰锂正极极片；对应的，所述辅助电芯的第二负极片为石墨负极片或钛酸锂负极片或硅碳负极片。