锂离子电池高温存储性能评价方法与流程

本发明属于电池评价领域，具体涉及一种锂离子电池高温存储性能评价方法。

背景技术：

1、锂离子电池具有高能量密度、高工作电压、无记忆效应以及慢自放电速率等显著的优点，已被广泛应用于消费类电子产品、电动汽车以及大规模储能等领域。在消费类电子产品中，针对手机和笔记本电脑的高温使用工况如夏季车内放置手机或笔记本电脑等，要求锂离子电池在高温条件下具有良好的存储性能。

2、目前，软包锂离子电池高温存储性能评价采用在设定温度和电压下的连续存储测试来模拟高温使用工况，测试标准要求测试电池存储后电池厚度膨胀率小于10％，超过10％则判定为测试失效。在新化学体系和产品开发阶段，通常需要进行达到测试失效时的极限测试，以全面评估化学体系和产品的高温存储条件下的可靠性。按照常规连续存储流程进行测试，全电(100％soc)条件下45℃存储测试周期在200天以上，60℃存储在30天以上，出货电压(30％-50％soc)下所需要的测试周期则要更长时间才会出现测试失效。过长的测试周期会延迟新化学体系和产品的开发，因此需要开发加速高温存储性能测试的评价方法。

3、在现有技术文献中，锂离子电池高温性能评价方法主要有高温循环、高温间歇式循环、高温存储、高温浮充等。相较于高温存储，循环/间歇式循环、浮充均需要在可支持充放电的循环测试设备上进行，仍无法避免长测试周期问题，且失效机理与高温存储不尽相同，虽可以大量测试数据为基础进行数据转换评估高温性能，但针对缺乏数据支持的新体系和新产品仍需要进行摸底测试。

4、针对锂离子电池加速长期存储测试方法有连续改变存储温度(高低温变温)、提高存储电压(高于正常使用电压)等，可以起到一定程度加速测试的效果，但存储条件的改变对高温存储性能评估实际指导意义大打折扣。目前，针对锂离子电池高温存储研究主要集中在通过新化学体系(正负极材料、电解液等)导入提高电池高温存储性能，高温产气评价方法及设备、材料(主要是正极)的扣电加速评测等，针对高温存储加速评价方法较少。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种锂离子电池高温存储性能评价方法。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种锂离子电池高温存储性能评价方法，包括下述步骤：

4、(1)测试电池室温条件下的容量，然后充电至预设存储电压并记录存储前厚度；

5、(2)将待测电池在设定高温条件下存储特定时间t后，取出测试即时热态厚度；常温静置后测试冷态厚度，然后室温条件下再次充电至存储电压，以上操作为1个测试周期；重复i个周期直至待测电池冷态厚度膨胀率＞10％，然后进行室温条件下恢复容量测试；

6、(3)计算测试失效时软包锂离子电池的热态厚度膨胀率、冷态厚度膨胀率、容量恢复率，以评估锂离子电池高温存储性能。

7、步骤(2)中高温条件为45-60℃。

8、步骤(2)中存储特定时间t为2-14天。

9、步骤(2)中恢复容量测试的具体步骤为：对测试的锂离子电池进行0.2c放电-0.5c充电-0.2c放电循环，以第3步0.2c放电容量作为存储前容量。

10、优选的，重复的周期数2≤i≤50。

11、步骤(3)中通过热冷态厚度膨胀率差值、恢复容量率、容量损失率评估锂离子电池高温存储性能。

12、热冷态厚度膨胀率差值δsi＝si(h)-si(c)；

13、热态厚度膨胀率si(h)＝ti(h)/t0-1，冷态厚度膨胀率si(c)＝ti(c)/t0-1；

14、其中，ti(h)为第i个周期时对应的待测电池的热态厚度，t0为待测电池存储前厚度；ti(c)为第i个周期时对应的待测电池的冷态厚度。

15、若δsi＞2％，说明测试电池热冷态厚度膨胀差值较大，有产气过程发生。

16、恢复容量率ci(rec)％＝ci(rec)/c0；其中，ci(rec)为步骤(2)中测试的恢复容量，c0为步骤(1)中的室温条件下的容量；容量损失率δci％＝1-ci(rec)％。恢复容量率越高，容量损失率越小则高温存储性能越好。

17、测试电池厚度所使用的仪器为平板测厚仪(ppg)，测试压力在300-2000gf。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、本发明提供了一种软包锂电池高温存储性能评价方法，所述方法可以缩短锂离子电池高温存储测试周期，所述方法主要是不改变设定存储温度条件，将连续存储过程划分成若干个存储周期，并在每个存储周期末再次充电至存储电压，使得在存储周期内正极长时间保持高电压氧化态，负极长时间保持低电压还原态，从而加速高温下副反应进行，加速存储测试失效，缩短存储测试周期，避免了长期测试过程中带来的设备能耗和资源浪费，达到与设定温度条件下连续存储同等的评价效果，对于锂离子电池高温存储性能评价具有一定的实践意义。

技术特征：

1.一种锂离子电池高温存储性能评价方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的锂离子电池高温存储性能评价方法，其特征在于，步骤(2)中高温条件为45-60℃。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池高温存储性能评价方法，其特征在于，步骤(2)中存储特定时间t为2-14天。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池高温存储性能评价方法，其特征在于，步骤(2)中恢复容量测试的具体步骤为：对测试的锂离子电池进行0.2c放电-0.5c充电-0.2c放电循环，以第3步0.2c放电容量作为存储前容量。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池高温存储性能评价方法，其特征在于，重复的周期数2≤i≤50。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池高温存储性能评价方法，其特征在于，步骤(3)中通过热冷态厚度膨胀率差值、恢复容量率、容量损失率评估锂离子电池高温存储性能。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池高温存储性能评价方法，其特征在于，热冷态厚度膨胀率差值δsi＝si(h)-si(c)；

8.根据权利要求7所述的锂离子电池高温存储性能评价方法，其特征在于，若δsi＞2％，说明测试电池热冷态厚度膨胀差值较大，有产气过程发生。

9.根据权利要求6所述的锂离子电池高温存储性能评价方法，其特征在于，恢复容量率ci(rec)％＝ci(rec)/c0；其中，ci(rec)为步骤(2)中测试的恢复容量，c0为步骤(1)中的室温条件下的容量；容量损失率δci％＝1-ci(rec)％；恢复容量率越高，容量损失率越小则高温存储性能越好。

10.根据权利要求1所述的锂离子电池高温存储性能评价方法，其特征在于，测试电池厚度所使用的仪器为平板测厚仪ppg，测试压力在300-2000gf。

技术总结本发明属于电池评价领域，具体涉及一种锂离子电池高温存储性能评价方法。包括下述步骤：(1)测试电池室温条件下的容量，然后充电至预设存储电压并记录存储前厚度；(2)将待测电池在设定高温条件下存储特定时间T后，测试即时热态厚度；常温静置后测试冷态厚度，然后室温条件下再次充电至存储电压，以上操作为1个测试周期；重复i个周期直至待测电池冷态厚度膨胀率＞10％，然后进行室温条件下恢复容量测试以评估锂离子电池高温存储性能。所述方法可以缩短锂离子电池高温存储测试周期。技术研发人员：钟渤凡,孔令丽,高静,李亚波受保护的技术使用者：天津聚元新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25