[发明专利]评估正极材料结构稳定性的方法

权利要求书

1.评估正极材料结构稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将至少两种待评估的正极材料于相同条件下分别制成正极片；

(b)采用原位XRD测试模具将步骤(a)中各个所述正极片分别组装成扣式电池；

(c)将步骤(b)中的各个所述扣式电池进行充电，同时对所述正极片进行原位XRD扫描，获取每次原位XRD扫描过程中的(003)峰的峰位置及其对应的所述扣式电池的荷电状态；

(d)按照以下公式获取正极最大形变量B1、正极最大形变百分比C1％、正极充电末端形变量B2、正极充电末端形变百分比C2％、正极形变速率D1和正极充电末端形变量速率D2：

B1＝A1-A2；

C1％＝(A1-A2)/A1；

B2＝A3-A2；

C2％＝(A3-A2)/A1；

D1＝(A1-A2)/SOC1；

D2＝(A3-A2)/(1-SOC1)；

其中，A1表示所述扣式电池的荷电状态为0％时的所述正极材料的(003)峰的峰位置角度；A2表示充电过程中的所述正极材料的(003)峰的峰位置最小角度；A3表示所述扣式电池的荷电状态为100％时的所述正极材料的(003)峰的峰位置角度；SOC1表示充电过程中的所述正极材料的(003)峰的峰位置最小时，所述扣式电池的荷电状态；

比较各个所述扣式电池的B1、C1％和D1，其中，B1、C1％和D1越小的所述扣式电池对应的所述正极材料的结构稳定性越好；

和/或，比较各个所述扣式电池的B2、C2％和D2，其中，B2、C2％和D2越小的所述扣式电池对应的所述正极材料的结构稳定性越好，高电压性能越好。

2.根据权利要求1所述的评估正极材料结构稳定性的方法，其特征在于，所述正极材料包括三元正极材料、钴酸锂、镍钴锰铝酸锂、镍锰铝酸锂层状材料和所述镍锰铝酸锂层状材料的掺杂改性材料中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的评估正极材料结构稳定性的方法，其特征在于，在步骤(a)中，各个所述正极片的制备方法，具体包括：

将各个所述待评估的正极材料分别与相同的粘结剂、相同的导电剂和相同的溶剂按照相同的比例混合，分别得到正极浆料，将各个所述正极浆料分别涂覆于相同的正极集流体的表面并进行干燥；

优选地，所述正极材料、所述粘结剂和所述导电剂的质量比为(70～98)：(1～20)：(1～20)；

优选地，所述粘结剂包括PVDF；

优选地，所述导电剂包括碳纳米管、石墨烯和导电碳黑中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的评估正极材料结构稳定性的方法，其特征在于，在步骤(a)中，充电过程中的电流为0.01mA～1mA，电压为2.7V～4.4V。

5.根据权利要求1所述的评估正极材料结构稳定性的方法，其特征在于，所述原位XRD测试模具，包括：正极底座、两个绝缘密封胶圈、导电支撑支架、负极顶盖和两个绝缘固定螺母；

所述正极底座的中心区域设置有原位XRD测试窗口；所述正极底座的上表面设置有两个螺杆，两个所述螺杆分别位于所述原位XRD测试窗口的相对两侧；所述正极底座的侧端面设置有正极极耳；

所述绝缘密封胶圈与所述正极底座围合成容置腔；所述容置腔用于容纳导电箔材、所述正极片、隔膜和负极片的层叠体；

所述导电支撑支架通过所述绝缘密封胶圈的圈口置于所述层叠体的上表面；

所述负极顶盖的表面分别设置有两个通孔，两个所述通孔的上端口分别设置有绝缘分隔胶圈；所述负极顶盖置于所述导电支撑支架及所述绝缘密封胶圈的上表面，且使两个所述螺杆分别穿过两个所述通孔；所述负极顶盖的侧端面设置有负极极耳；

两个所述绝缘固定螺母分别与两个所述螺杆通过螺纹连接以固定所述正极底座和所述负极顶盖。

6.根据权利要求5所述的评估正极材料结构稳定性的方法，其特征在于，所述负极片包括锂箔或石墨负极。