[发明专利]一种获得极片电化学活性面积的方法

说明书

本发明提供了一种获得极片电化学活性面积的方法，所述方法包括如下步骤：(1)测试单个活性颗粒的双电层电容值Qsubgt;1/subgt;；(2)测试极片的双电层电容值Qsubgt;2/subgt;，得到极片的电化学活性面积Ssubgt;E/subgt;＝[(Qsubgt;2/subgt;/2)/Qsubgt;1/subgt;]*Ssubgt;p/subgt;，其中，Ssubgt;p/subgt;为步骤(1)所述单个活性颗粒的表面积，所述极片包括步骤(1)所述活性颗粒；本发明通过测试单颗粒的双电层电容值以及极片的双电层电容值，利用电容值的定义，根据单颗粒的双电层电容值、表面积并结合极片的双电层电容，得到了准确性较高的电化学活性面积，消除了粘结剂及颗粒挤压等影响因素造成的误差。

技术领域

本发明属于电池技术领域，涉及一种获得极片电化学活性面积的方法。

背景技术

随着锂离子电池的大规模应用，锂离子电池的需求大量增加。同时，锂电池反应机理愈来愈受到重视。由于锂离子电池的性能和寿命最终都与电极反应相关，因此，获得锂离子电池电极反应的参数不仅可以获得电极材料的性能，也能够作为仿真建模的参数输入，进而提高仿真精度。在众多参数中，电极的电化学反应活性面积作为电极材料的基础参数，是控制电极反应速率分析的关键参数，诸如电极反应电流密度、锂离子扩散系数以及电极材料表面寄生反应发生速率等都与该参数有关。

但准确的测试或计算出上述参数的数值是非常困难的。因此，目前行业内选用电极材料的比表面积计算材料的电化学活性面积。但该方法存在明显的弊端，即在极片内部，电极材料是混合导电剂和粘结剂后压实在集流体表面的，这就导致电极材料颗粒并非完全与电解液接触，某些颗粒的表面并不能发生电化学反应，因此使用BET法计算的电化学活性面积比真实值大得多。

现有的技术采用极片面积或BET方法获得电极的化学活性面积，但是由于电极的多孔性，电解液可以浸润到电极的内部，材料经过压实后以及粘结剂对电极材料的影响，真实发生电化学反应的面积相较于电极材料颗粒的表面积之和要小得多，这就导致使用BET法计算的面积偏大；而使用电极面积计算时，由于电解液浸润到极片时，每个活性颗粒有可能与电解液接触，而直接极片面积作为活性颗粒表面积之和存在较大误差，并明显偏小，使获得的电化学活性面积比真实值偏小，无法真实反映电化学活性面积。

基于以上研究，需要提供一种获得极片电化学活性面积的方法，所述方法相较于传统的极片面积或BET方法，能准确反应极片的电化学活性面积，有效避免因粘结剂和颗粒挤压等因素对电化学活性面积做出的错误预估。

发明内容

本发明的目的在于提供一种获得极片电化学活性面积的方法，所述方法通过测试单颗粒的双电层电容和表面积并结合极片的双电层电容，得到了准确性较高的电化学活性面积，消除了粘结剂及颗粒挤压等因素造成的误差。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种获得极片电化学活性面积的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)测试单个活性颗粒的双电层电容值Q₁；

(2)测试极片的双电层电容值Q₂，得到极片的电化学活性面积S_E＝[(Q₂/2)/Q₁]*S_p，其中，S_p为步骤(1)所述单个活性颗粒的表面积，所述极片包括步骤(1)所述活性颗粒。