本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池性能的檢測方法。

背景技術(shù)：

鋰離子電池作為便攜式、移動(dòng)式電源，已經(jīng)應(yīng)用于現(xiàn)代生活的方方面面，成為人類生活、工業(yè)生產(chǎn)等不可或缺的必需品。

然而自從鋰離子電池大規(guī)模商業(yè)化推廣以來，與其相關(guān)的安全事故就幾乎沒有停止過。鋰離子電池的安全性已經(jīng)成為制約其進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素，因此鋰離子電池的使用壽命以及安全性能檢測尤為重要。

現(xiàn)有的電池性能評(píng)估測試一般要通過100-500pcs的電池?cái)?shù)量，進(jìn)行全方位的測試評(píng)估，測試電池?cái)?shù)量龐大，尤其是對(duì)于使用壽命的測試，現(xiàn)有技術(shù)是通過循環(huán)性能進(jìn)行檢測，測試周期達(dá)到3個(gè)月以上，一旦測試完成后發(fā)現(xiàn)性能異常，往往需要進(jìn)行復(fù)測或重新開發(fā)電池產(chǎn)品，項(xiàng)目開發(fā)周期會(huì)嚴(yán)重滯后。而聚合物鋰離子電池正在采用的一些行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)中，如產(chǎn)品規(guī)格書、國家標(biāo)準(zhǔn)、UL1642、IEEE62133等，目前還沒有針對(duì)電池內(nèi)部阻抗的詳細(xì)檢測及判定的方法和標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別不健全，容易忽略一些嚴(yán)重的安全隱患，導(dǎo)致用戶頻頻出現(xiàn)安全事故而找不到根本原因。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種鋰離子電池性能的檢測方法，能夠快速對(duì)鋰離子電池綜合性能，尤其是使用壽命進(jìn)行檢測。

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池性能的檢測方法，包括：

在不同溫度下，采用不同充放電倍率對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充放電處理，循環(huán)3～20次，然后對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測。

優(yōu)選的，所述不同溫度為0～25℃。

優(yōu)選的，所述不同溫度為0℃、5℃、15℃和25℃。

優(yōu)選的，所述充放電處理具體為：

0.2C～2.0C進(jìn)行充電，0.5C進(jìn)行放電。

優(yōu)選的，所述充放電處理具體為：

0.2C、0.3C、1.0C或1.5C進(jìn)行充電，0.5C進(jìn)行放電；

或者0.5C、1.0C、1.5C或2.0C進(jìn)行充電，0.5C進(jìn)行放電。

優(yōu)選的，所述對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測在干燥環(huán)境下進(jìn)行。

本發(fā)明還提供了一種高能量密度聚合物鋰離子電池性能的檢測方法，包括：

A)0℃下進(jìn)行0.2C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

B)5℃下進(jìn)行0.3C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

C)15℃下進(jìn)行1.0C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

D)25℃下進(jìn)行1.5C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

所述步驟A)、B)、C)、D)沒有順序限定。

本發(fā)明還提供了一種快速充電聚合物鋰離子電池性能的檢測方法，包括：

A)0℃下進(jìn)行0.5C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

B)5℃下進(jìn)行1.0C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

C)15℃下進(jìn)行1.5C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

D)25℃下進(jìn)行2.0C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

所述步驟A)、B)、C)、D)沒有順序限定。

優(yōu)選的，所述步驟A)、B)、C)、D)中的任一步驟，出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象，即停止檢測。

優(yōu)選的，所述鋰離子電池性能的檢測方法為鋰離子電池使用壽命的檢測方法。

本發(fā)明通過在不同溫度下，采用不同充放電倍率對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充放電處理，循環(huán)3～20次后，通過對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測，即可通過電池內(nèi)部負(fù)極表面是否析鋰，評(píng)估預(yù)測電池使用壽命，以及不同溫度下的充電安全性，并通過析鋰的程度判斷電池內(nèi)部阻抗的大小，提前快速評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，縮短了對(duì)電池綜合性能評(píng)估的時(shí)間，提高了評(píng)估效率，降低了電池性能評(píng)估的成本，提高了電池安全性風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別和預(yù)防能力，且測試數(shù)量只需要10-20pcs。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1的電池表面析鋰圖；

圖2為實(shí)施例2的電池表面析鋰圖；

圖3為實(shí)施例3的電池表面析鋰圖；

圖4為比較例1的循環(huán)性能圖；

圖5為實(shí)施例4的電池表面析鋰圖；

圖6為實(shí)施例5的電池表面析鋰圖；

圖7為實(shí)施例6的電池表面析鋰圖；

圖8為比較例2的循環(huán)性能圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池性能的檢測方法，包括：

在不同溫度下，采用不同充放電倍率對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充放電處理，循環(huán)3～20次，然后對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測。

本發(fā)明通過在不同溫度下，采用不同充放電倍率對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充放電處理，循環(huán)3～20次后，通過對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測，即可通過電池內(nèi)部負(fù)極表面是否析鋰，評(píng)估預(yù)測電池使用壽命，以及不同溫度下的充電安全性，并通過析鋰的程度判斷電池內(nèi)部阻抗的大小，提前快速評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，縮短了對(duì)電池綜合性能評(píng)估的時(shí)間，提高了評(píng)估效率，降低了電池性能評(píng)估的成本，提高了電池安全性風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別和預(yù)防能力，且測試數(shù)量只需要10-20pcs。完善了現(xiàn)有常規(guī)的檢測手段存在的漏洞和安全隱患，能夠避免重大安全風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)，解決大多數(shù)安全事故的根本原因。

本發(fā)明所檢測的鋰離子電池優(yōu)選為聚合物鋰離子電池。

進(jìn)行充放電處理的溫度優(yōu)選為0～25℃，更優(yōu)選在0℃、5℃、15℃和25℃條件下進(jìn)行充放電處理。

所述充放電處理具體為：

0.2C～2.0C進(jìn)行充電，0.5C進(jìn)行放電。

優(yōu)選的，所述充放電處理具體為：

0.2C、0.3C、1.0C或1.5C進(jìn)行充電，0.5C進(jìn)行放電；

或者0.5C、1.0C、1.5C或2.0C進(jìn)行充電，0.5C進(jìn)行放電。

本發(fā)明在充放電過程中，保持電壓一致。也就是說采用不同充放電倍率對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充放電處理，相當(dāng)于采用不同電流對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充放電處理。

上述充放電處理循環(huán)3～20次即可停止，更優(yōu)選的，循環(huán)3～10次即可，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，循環(huán)次數(shù)為3次、10次或15次。

然后對(duì)測試的電池進(jìn)行析鋰檢測。具體的，首先對(duì)電池進(jìn)行解剖，得到電池負(fù)極材料，檢測其表面是否有析鋰現(xiàn)象，即負(fù)極材料表面是否有鋰金屬析出。

如果有析鋰現(xiàn)象發(fā)生，則表明該測試電池內(nèi)部阻抗過大，不符合性能要求，具有安全隱患，不能長時(shí)間使用。同時(shí)，還可以根據(jù)負(fù)極表面鋰金屬的析出量，判斷電池內(nèi)部阻抗的大小。析出量越多，則說明電池內(nèi)部阻抗越大。

如果測試結(jié)束后，負(fù)極表面沒有析鋰現(xiàn)象發(fā)生，則表明該電池符合質(zhì)量要求，能夠安全使用。

所述檢測優(yōu)選在干燥環(huán)境下進(jìn)行，更優(yōu)選在相對(duì)濕度小于1％的條件下進(jìn)行。

本發(fā)明還提供了一種高能量密度聚合物鋰離子電池性能的檢測方法，包括：

A)0℃下進(jìn)行0.2C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

B)5℃下進(jìn)行0.3C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

C)15℃下進(jìn)行1.0C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

D)25℃下進(jìn)行1.5C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

所述步驟A)、B)、C)、D)沒有順序限定。

上述檢測方法是針對(duì)高能量密度聚合物鋰離子電池，所述高能量密度聚合物鋰離子電池為能量密度大于680Wh/L的聚合物鋰離子電池。

本發(fā)明優(yōu)選的，先在0℃下進(jìn)行檢測，該溫度下性能不符合要求的電池最容易出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象，首先進(jìn)行0℃的檢測，有助于節(jié)約時(shí)間。

上述充放電過程中，保持電壓一致，即相當(dāng)于采用不同電流對(duì)電池進(jìn)行充放電處理。

上述充放電處理循環(huán)3～20次即可停止，更優(yōu)選的，循環(huán)3～10次即可，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，循環(huán)次數(shù)為3次。

然后對(duì)測試的電池進(jìn)行析鋰檢測。具體的，首先對(duì)電池進(jìn)行解剖，得到電池負(fù)極材料，檢測其表面是否有析鋰現(xiàn)象。

上述步驟A)、B)、C)、D)中的任一步驟，出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象，即表明該測試電池內(nèi)部阻抗過大，性能不符合要求，具有安全隱患，不能長時(shí)間使用，此時(shí)即可停止檢測，不進(jìn)行其余溫度下的檢測。同樣的，可以根據(jù)負(fù)極表面鋰金屬的析出量，判斷電池內(nèi)部阻抗的大小。析出量越多，則說明電池內(nèi)部阻抗越大。

相反的，如果每一步驟均未出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象，則表明該測試電池符合標(biāo)準(zhǔn)，可安全使用。

所述檢測優(yōu)選在干燥環(huán)境下進(jìn)行，更優(yōu)選在相對(duì)濕度小于1％的條件下進(jìn)行。

本發(fā)明還提供了一種快速充電聚合物鋰離子電池性能的檢測方法，包括：

A)0℃下進(jìn)行0.5C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

B)5℃下進(jìn)行1.0C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

C)15℃下進(jìn)行1.5C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

D)25℃下進(jìn)行2.0C充電，0.5C放電，循環(huán)3～20次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

所述步驟A)、B)、C)、D)沒有順序限定。

上述檢測方法是針對(duì)快速充電聚合物鋰離子電池，所述快速充電聚合物鋰離子電池為能夠1.5C快速充電的聚合物鋰離子電池。

本發(fā)明優(yōu)選的，先在0℃下進(jìn)行檢測，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，0℃下，性能不符合要求的電池最容易出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象，首先進(jìn)行0℃的檢測，有助于節(jié)約時(shí)間。

上述步驟A)、B)、C)、D)中的任一步驟，出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象，即表明該測試電池內(nèi)部阻抗過大，性能不符合要求，具有安全隱患，不能長時(shí)間使用，此時(shí)即可停止檢測，不進(jìn)行其余溫度下的檢測。同樣的，可以根據(jù)負(fù)極表面鋰金屬的析出量，判斷電池內(nèi)部阻抗的大小。析出量越多，則說明電池內(nèi)部阻抗越大。

相反的，如果每一步驟均未出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象，則表明該測試電池符合標(biāo)準(zhǔn)，可安全使用。

上述充放電過程的電壓條件、循環(huán)次數(shù)、析鋰檢測及其條件同上述高能量密度聚合物鋰離子電池性能的檢測方法，在此不再贅述。

本發(fā)明提供的上述鋰離子電池性能的檢測方法、高能量密度聚合物鋰離子電池性能的檢測方法、快速充電聚合物鋰離子電池性能的檢測方法，主要是針對(duì)鋰離子電池使用壽命和電池內(nèi)部阻抗大小的檢測方法。

本發(fā)明提供的上述檢測方法，測試數(shù)量僅需要10～20pcs，就可以獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。

本發(fā)明采用上述固定的檢測條件，循環(huán)較少的次數(shù)，并采用較少的電池?cái)?shù)量，即可快速評(píng)估預(yù)測電池使用壽命。同時(shí)，可以根據(jù)電池負(fù)極材料表面的析鋰情況，判斷電池內(nèi)部阻抗情況，確認(rèn)其使用風(fēng)險(xiǎn)，縮短了對(duì)電池性能綜合檢測評(píng)估的時(shí)間，提高了電池的安全性風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和預(yù)防能力。并且，其檢測結(jié)果通過了循環(huán)性能檢測驗(yàn)證，具有較高的準(zhǔn)確度。

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的鋰離子電池性能的檢測方法進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

對(duì)高能量密度聚合物鋰離子電池進(jìn)行以下檢測：

0℃下進(jìn)行0.2C充電，0.5C放電，循環(huán)3次，解剖并對(duì)析鋰情況進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，其負(fù)極表面出現(xiàn)嚴(yán)重的析鋰情況，表明電池內(nèi)部阻抗過大，使用壽命不佳，具有安全風(fēng)險(xiǎn)。

其電池表面析鋰圖見圖1，其中左圖為電池負(fù)極正面表面的析鋰圖，右圖為電池負(fù)極背面表面的析鋰圖。

實(shí)施例2

對(duì)高能量密度聚合物鋰離子電池進(jìn)行以下檢測：

0℃下進(jìn)行0.2C充電，0.5C放電，循環(huán)20次，解剖并對(duì)析鋰情況進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，其負(fù)極表面出現(xiàn)較多的析鋰情況，表明電池內(nèi)部阻抗較大，使用壽命不佳，具有安全風(fēng)險(xiǎn)。

其電池表面析鋰圖見圖2，其中左圖為電池負(fù)極正面表面的析鋰圖，右圖為電池負(fù)極背面表面的析鋰圖。

實(shí)施例3

針對(duì)高能量密度聚合物鋰離子電池產(chǎn)品，采用以下方式進(jìn)行快速檢測：

0℃下進(jìn)行0.2C充電，0.5C放電，循環(huán)15次，解剖析鋰分析；負(fù)極表面無析鋰現(xiàn)象；

5℃下進(jìn)行0.3C充電，0.5C放電，循環(huán)15次，解剖析鋰分析；負(fù)極表面無析鋰現(xiàn)象；

15℃下進(jìn)行1.0C充電，0.5C放電，循環(huán)15次，解剖析鋰分析；負(fù)極表面無析鋰現(xiàn)象；

25℃下進(jìn)行1.5C充電，0.5C放電，循環(huán)15次，解剖析鋰分析；負(fù)極表面無析鋰現(xiàn)象；

其電池表面析鋰圖見圖3，其中左圖為電池負(fù)極正面表面的析鋰圖，右圖為電池負(fù)極背面表面的析鋰圖。由圖3可以看出，測試結(jié)束后，負(fù)極表面完全沒有析鋰現(xiàn)象，表明電池內(nèi)部阻抗正常，具有良好的使用壽命和安全性能。

比較例1

分別將實(shí)施例1(記為1#)、實(shí)施例2(記為2#)、實(shí)施例3(記為3#)測試的電池進(jìn)行循環(huán)性能檢測，測試條件：25℃，0.7C充電，1.0C放電，循環(huán)400次，測試結(jié)果見圖4，圖4為比較例1的循環(huán)性能圖，其中曲線1為1#相對(duì)應(yīng)的循環(huán)性能曲線，曲線2為2#相對(duì)應(yīng)的循環(huán)性能曲線，曲線3為3#相對(duì)應(yīng)的循環(huán)性能曲線。

由圖4可以看出，1#在300次循環(huán)后出現(xiàn)容量急劇衰減的現(xiàn)象；2#在400次循環(huán)時(shí)也出現(xiàn)容量加速衰減；而3#循環(huán)測試時(shí)的穩(wěn)定性非常正常。

可見，本發(fā)明提供的檢測方法，結(jié)果與比較例1的循環(huán)性能測試一致，具有較高的準(zhǔn)確性。

實(shí)施例4

對(duì)快速充電聚合物鋰離子電池進(jìn)行以下檢測：

0℃下進(jìn)行0.5C充電，0.5C放電，循環(huán)3次，解剖并對(duì)析鋰情況進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，其負(fù)極表面出現(xiàn)嚴(yán)重的析鋰情況，表明電池內(nèi)部阻抗過大，使用壽命不佳，具有安全風(fēng)險(xiǎn)。

其電池表面析鋰圖見圖5，其中左圖為電池負(fù)極正面表面的析鋰圖，右圖為電池負(fù)極背面表面的析鋰圖。

實(shí)施例5

對(duì)快速充電聚合物鋰離子電池進(jìn)行以下檢測：

0℃下進(jìn)行0.5C充電，0.5C放電，循環(huán)20次，解剖并對(duì)析鋰情況進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，其負(fù)極表面出現(xiàn)較多的析鋰情況，表明電池內(nèi)部阻抗較大，使用壽命不佳，具有安全風(fēng)險(xiǎn)。

其電池表面析鋰圖見圖6，其中左圖為電池負(fù)極正面表面的析鋰圖，右圖為電池負(fù)極背面表面的析鋰圖。

實(shí)施例6

針對(duì)快速充電聚合物鋰離子電池產(chǎn)品，采用以下方式進(jìn)行快速檢測：

A)0℃下進(jìn)行0.5C充電，0.5C放電，循環(huán)15次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

B)5℃下進(jìn)行1.0C充電，0.5C放電，循環(huán)15次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

C)15℃下進(jìn)行1.5C充電，0.5C放電，循環(huán)15次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

D)25℃下進(jìn)行2.0C充電，0.5C放電，循環(huán)15次，對(duì)電池進(jìn)行析鋰檢測；

其電池表面析鋰圖見圖7，其中左圖為電池負(fù)極正面表面的析鋰圖，右圖為電池負(fù)極背面表面的析鋰圖。由圖7可以看出，測試結(jié)束后，負(fù)極表面完全沒有析鋰現(xiàn)象，表明電池內(nèi)部阻抗正常，具有良好的使用壽命和安全性能。

比較例2

分別將實(shí)施例4(記為4#)、實(shí)施例5(記為5#)、實(shí)施例6(記為6#)測試的電池進(jìn)行循環(huán)性能檢測，測試條件：25℃，1.5C充電，1.0C放電，循環(huán)400次，測試結(jié)果見圖8，圖8為比較例2的循環(huán)性能圖，其中曲線4為4#相對(duì)應(yīng)的循環(huán)性能曲線，曲線5為5#相對(duì)應(yīng)的循環(huán)性能曲線，曲線6為6#相對(duì)應(yīng)的循環(huán)性能曲線。

由圖8可以看出，4#在300次循環(huán)后出現(xiàn)容量急劇衰減的現(xiàn)象；5#在接近400次循環(huán)時(shí)也出現(xiàn)容量加速衰減；而6#循環(huán)測試時(shí)的穩(wěn)定性非常正常。

可見，本發(fā)明提供的檢測方法，結(jié)果與比較例2的循環(huán)性能測試一致，具有較高的準(zhǔn)確性。

由上述實(shí)施例以及比較例可知，本發(fā)明提供的快速評(píng)估的測試方法，可以有效的提前評(píng)估確認(rèn)存在風(fēng)險(xiǎn)的聚合物鋰離子電池產(chǎn)品，縮短了對(duì)電池綜合性能評(píng)估的時(shí)間，提高了電池安全性風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別和預(yù)防能力。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。