CN111060825A - 磷酸铁锂电池的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磷酸铁锂电池的检测方法。磷酸铁锂电池的检测方法,所述磷酸铁锂电池的正极包括磷酸铁锂和配合正极活性物质,配合正极活性物质的电压平台高于磷酸铁锂的电压平台;检测方法包括:将被测磷酸铁锂电池充电至配合正极活性物质的电压平台对应的电压V1,静置后检测被测磷酸铁锂电池的电压V2;将V2与正常电压V3比较,若两者差值的绝对值大于等于控制阈值,则判定被测磷酸铁锂电池异常;若两者差值的绝对值小于所述控制阈值,则判定被测磷酸铁锂电池正常。本申请提供的磷酸铁锂电池的检测方法,简单高效,不增加任何的成本,能快速完成目前行业内应用大量人力物力、耗费大量时间才能完成的电池检测工作。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池领域,尤其涉及一种磷酸铁锂电池的检测方法。
背景技术
锂离子电池自上世纪九十年代实现规模化生产以来,以其高体积能量比、高重量能量比、高电压、低放电率、无记忆效应和长循环寿命等优点被广泛应用于各个领域。
近年来,随着新能源政策的大力推广,锂离子电池被大量应用在电动汽车、储能、电动工具等领域。磷酸铁锂电池因其循环好、安全性高、材料成本低等优点得到了越来越多的应用。为了提高产品的质量,锂离子电池企业在电池生产后,都需用设备检查每一支电池的参数,以排除极个别的异常电池,工作量大且繁琐,人力物力、时间耗费大。
有鉴于此,特提出本申请。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂电池的检测方法,以解决上述问题。
为实现以上目的,本发明特采用以下技术方案:
一种磷酸铁锂电池的检测方法,所述磷酸铁锂电池的正极包括磷酸铁锂和配合正极活性物质,所述配合正极活性物质的电压平台高于所述磷酸铁锂的电压平台;
所述检测方法包括:
将被测磷酸铁锂电池充电至所述配合正极活性物质的电压平台对应的电压V1,静置后检测所述被测磷酸铁锂电池的电压V2;
将V2与正常电压V3比较,若两者差值的绝对值大于等于控制阈值,则判定所述被测磷酸铁锂电池异常;若两者差值的绝对值小于所述控制阈值,则判定所述被测磷酸铁锂电池正常。
优选地,所述控制阈值为0.01-0.02伏特。
更加优选地,所述控制阈值为0.01伏特。
优选地,所述配合正极活性物质包括锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的一种。
进一步优选地,所述配合正极活性物质为镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂。
优选地,所述配合正极活性物质占制备所述磷酸铁锂电池的正极的正极浆料总质量的1%-5%。
更加优选地,所述配合正极活性物质占制备所述磷酸铁锂电池的正极的正极浆料总质量的2%-3%。
可选地,所述配合正极活性物质占制备所述磷酸铁锂电池的正极的正极浆料总质量比例可以是2%、2.5%、3%以及2%-3%之间的任一值。
优选地,所述电压V1为3.9伏特-4.2伏特。
更加优选地,所述电压V1为3.9伏特。
可选地,所述静置的时间为1-5h;
优选地,所述静置的时间为2-3h。
可选地,所述静置的时间可以为1h、2h、3h、4h、5h以及1-5h中的任一值。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
通过在正极材料中加入电压平台高于磷酸铁锂的配合正极活性物质,将电池充电至配合正极活性物质的电压平台对应的电压,如果电池存在故障,其电压会发生明显的衰减,超出控制阈值即可判定电池存在异常;使用该检测方法,能够快速、简便的对磷酸铁锂电池进行检测,成本低,保证批量生产磷酸铁锂电池的质量。
具体实施方式
如本文所用之术语:
“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中,此短语将使权利要求为封闭式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时,其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1~5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1~4”、“1~3”、“1~2”、“1~2和4~5”、“1~3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
在这些实施例中,除非另有指明,所述的份和百分比均按质量计。
“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位,1份可表示任意的单位质量,如可以表示为1g,也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份,B组分的质量份为b份,则表示A组分的质量和B组分的质量之比a:b。或者,表示A组分的质量为aK,B组分的质量为bK(K为任意数,表示倍数因子)。不可误解的是,与质量份数不同的是,所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生,例如,A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供了一种磷酸铁锂电池的检测方法,应用该方法的磷酸铁锂电池的构成为:
正极材料,包括按质量分数计的如下原料:镍钴锰酸锂:2%、磷酸铁锂:92%、聚偏氟乙烯:3.0%、乙炔黑:1.5%、碳纳米管:1.5%。
负极材料,包括按质量分数计的如下原料:羧甲基纤维素钠:1.4%、丁苯橡胶:2.2%、乙炔黑:1.2%、石墨:95.2%。
使用完好的隔膜,电池制备后,电压充到3.9V。
实施例2
本实施例提供了一种磷酸铁锂电池的检测方法,应用该方法的磷酸铁锂电池的构成为:
正极材料,包括按质量分数计的如下原料:镍钴锰酸锂:2%、磷酸铁锂:92%、聚偏氟乙烯:3.0%、乙炔黑:1.5%、碳纳米管:1.5%。
负极材料,包括按质量分数计的如下原料:羧甲基纤维素钠:1.4%、丁苯橡胶:2.2%、乙炔黑:1.2%、石墨:95.2%。
使用带孔洞的隔膜,电池制备后,电压充到3.9V。
对比例1
该对比例采用的磷酸铁锂电池,其组成为:
磷酸铁锂电池正极材料,包括按质量分数计的如下原料:磷酸铁锂:94%、聚偏氟乙烯:3.0%、乙炔黑:1.5%、碳纳米管:1.5%。
负极材料组成与实施例1一样。
使用完好的隔膜,电池制备后,电压充到3.6V。
对比例2
该对比例采用的磷酸铁锂电池,其组成为:
磷酸铁锂电池正极材料,包括按质量分数计的如下原料:磷酸铁锂:94%、聚偏氟乙烯:3.0%、乙炔黑:1.5%、碳纳米管:1.5%。
负极材料组成与实施例1一样。
使用带孔洞的隔膜,电池制备后,电压充到3.6V。
将实施例1、实施例2、对比例1和对比例2制得的电池充电后静置2h,检测静置后的电压,其结果如下表1所示:
表1电压情况数据
从上表1可以看出,实施例2为存在缺陷的隔膜的电池,在静置2小时后,电压与实施例1的电池的电压相比下降0.25V,使用实施例提供的方法能够快速的排查出来,而在对比例1和对比例2相比,电压下降数值一致,根本无法检测出是否存在异常。
需要说明的是,因为静置后电压不可避免的有所下降,所以正常电压V3指的是被检测电池所在批次的正常电池静置后的电压,例如实施例1静置后的电压值。
实施例3
本实施例提供了一种磷酸铁锂电池的检测方法,应用该方法的磷酸铁锂电池的构成为:
正极材料,包括按质量分数计的如下原料:镍钴铝酸锂:3%、磷酸铁锂:91%、聚偏氟乙烯:3.0%、乙炔黑:1.5%、碳纳米管:1.5%。
负极材料组成与实施例1一样。
使用边缘光滑无毛刺的正极片,电池制备后,电压充到3.9V。
实施例4
本实施例提供了一种磷酸铁锂电池的检测方法,应用该方法的磷酸铁锂电池的构成为:
正极材料,包括按质量分数计的如下原料:镍钴铝酸锂:3%、磷酸铁锂:91%、聚偏氟乙烯:3.0%、乙炔黑:1.5%、碳纳米管:1.5%。
负极材料组成与实施例1一样。
使用边缘有毛刺的正极片,电池制备后,电压充到3.9V。
对比例3
该对比例采用的磷酸铁锂电池,其组成为:
磷酸铁锂电池正极材料,包括按质量分数计的如下原料:磷酸铁锂:94%、聚偏氟乙烯:3.0%、乙炔黑:1.5%、碳纳米管:1.5%。
负极材料组成与实施例1一样。
使用边缘光滑无毛刺的正极片,电池制备后,电压充到3.6V。
对比例4
该对比例采用的磷酸铁锂电池,其组成为:
磷酸铁锂电池正极材料,包括按质量分数计的如下原料:磷酸铁锂:94%、聚偏氟乙烯:3.0%、乙炔黑:1.5%、碳纳米管:1.5%。
负极材料组成与实施例一样。
使用边缘有毛刺的正极片,电池制备后,电压充到3.6V。
将实施例3、实施例4、对比例3和对比例4制得的电池充电后静置2h,检测静置后的电压,其结果如下表2所示:
表2电压情况数据
类型 | 容量(mAh) | 原电压(V) | 观察时间(h) | 静置后电压(V) |
实施例3 | 5000 | 3.9 | 2 | 3.85 |
实施例4 | 5000 | 3.9 | 2 | 3.67 |
对比例3 | 5000 | 3.6 | 2 | 3.54 |
对比例4 | 5000 | 3.6 | 2 | 3.54 |
从上表2可以看出,使用存在缺陷的极片的电池,实施例提供的方法能够快速的排查出来,而在对比例中根本无法排除。
实施例5
本实施例提供了一种磷酸铁锂电池的检测方法,应用该方法的磷酸铁锂电池的构成为:
正极材料,包括按质量分数计的如下原料:钴酸锂:3%、磷酸铁锂:91%、聚偏氟乙烯:3.0%、乙炔黑:1.5%、碳纳米管:1.5%。
负极材料组成与实施例1一样。
使用水分达标的极片,电池制备后,电压充到3.9V。
实施例6
本实施例提供了一种磷酸铁锂电池的检测方法,应用该方法的磷酸铁锂电池的构成为:
正极材料,包括按质量分数计的如下原料:钴酸锂:3%、磷酸铁锂:91%、聚偏氟乙烯:3.0%、乙炔黑:1.5%、碳纳米管:1.5%。
负极材料组成与实施例1一样。
使用水分不达标的极片,电池制备后,电压充到3.9V。
对比例5
该对比例采用的磷酸铁锂电池,其组成为:
磷酸铁锂电池正极材料,包括按质量分数计的如下原料:磷酸铁锂:94%、聚偏氟乙烯:3.0%、乙炔黑:1.5%、碳纳米管:1.5%。
负极材料组成与实施例1一样。
使用水分达标的极片,电池制备后,电压充到3.6V。
对比例6
该对比例采用的磷酸铁锂电池,其组成为:
磷酸铁锂电池正极材料,包括按质量分数计的如下原料:磷酸铁锂:94%、聚偏氟乙烯:3.0%、乙炔黑:1.5%、碳纳米管:1.5%。
负极材料组成与实施例一样。
使用水分不达标的极片,电池制备后,电压充到3.6V。
将实施例5、实施例6、对比例5和对比例6制得的电池充电后静置2h,检测静置后的电压,其结果如下表3所示:
表3电压情况数据
类型 | 容量(mAh) | 原电压(V) | 观察时间(h) | 静置后电压(V) |
实施例5 | 5000 | 3.9 | 2 | 3.86 |
实施例6 | 5000 | 3.9 | 2 | 3.83 |
对比例5 | 5000 | 3.6 | 2 | 3.53 |
对比例6 | 5000 | 3.6 | 2 | 3.53 |
从上表3可以看出,使用干燥不完全的极片的电池,实施例提供的方法能够快速的排查出来,而在对比例中根本无法排除。
本申请提供的磷酸铁锂电池的检测方法,由于配合正极活性物质放电平台高于磷酸铁锂,因此在电压充到3.9V后,维持电池电压的容量只来自于比例很少的配合正极活性物质,若电池发生异常,能快速损耗这部分维持电压的容量,电池电压将会迅速降低。因此可大规模地,快速排查异常的磷酸铁锂电池。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在上面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种磷酸铁锂电池的检测方法,其特征在于,所述磷酸铁锂电池的正极包括磷酸铁锂和配合正极活性物质,所述配合正极活性物质的电压平台高于所述磷酸铁锂的电压平台;
所述检测方法包括:
将被测磷酸铁锂电池充电至所述配合正极活性物质的电压平台对应的电压V1,静置后检测所述被测磷酸铁锂电池的电压V2;
将V2与正常电压V3比较,若两者差值的绝对值大于等于控制阈值,则判定所述被测磷酸铁锂电池异常;若两者差值的绝对值小于所述控制阈值,则判定所述被测磷酸铁锂电池正常。
2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述控制阈值为0.01-0.02伏特。
3.根据权利要求2所述的检测方法,其特征在于,所述控制阈值为0.01伏特。
4.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述配合正极活性物质包括锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的一种。
5.根据权利要求4所述的检测方法,其特征在于,所述配合正极活性物质为镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂。
6.根据权利要求4所述的检测方法,其特征在于,所述配合正极活性物质占制备所述磷酸铁锂电池的正极的正极浆料总质量的1%-5%。
7.根据权利要求6所述的检测方法,其特征在于,所述配合正极活性物质占制备所述磷酸铁锂电池的正极的正极浆料总质量的2%-3%。
8.根据权利要求4所述的检测方法,其特征在于,所述电压V1为3.9伏特-4.2伏特。
9.根据权利要求8所述的检测方法,其特征在于,所述电压V1为3.9伏特。
10.根据权利要求1-9任一项所述的检测方法,其特征在于,所述静置的时间为1-5h;
优选地,所述静置的时间为2-3h。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200424 |