System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 电池材料筛选方法及电池技术_技高网

电池材料筛选方法及电池技术

技术编号:43628732 阅读:6 留言:0更新日期:2024-12-11 15:08
本申请涉及一种电池材料筛选方法,包括:在多个容器内分别放置碱金属、不同种类的电池金属壳和不同种类的电解液;在所述不同种类的电解液中,分别测试所述不同种类的电池金属壳与碱金属之间的电位差;将最小电位差对应的电解液作为目标电解液,将最小电位差对应的电池金属壳作为目标电池金属壳。通过测试电位差的方法筛选电解液及电池金属壳,简单高效,可防止碱金属与电池金属壳腐蚀而导致容量衰减甚至电池气密性下降漏液等安全性问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池,特别是涉及一种电池材料筛选方法及电池


技术介绍

1、碱金属电池是一种利用碱金属(如锂、钠、钾)作为负极材料的电池。碱金属电池通常具有较高的能量密度和比能量,因而在储能和电动车领域备受关注。以锂金属电池为例,锂原电池是一种使用纯锂金属或锂合金作为负极材料的电池,因为它具有高理论容量(3860mah/g)和低电极电位(与标准氢电极相比-3.04v)。低电极电位可提供锂的强还原能力,但也导致了锂界面的热力学不稳定性。

2、在电池老化以及持续使用过程中,电解液不可避免的会接触到材料(例如,玻璃封接、金属壳、盖组件和集流体等),碱金属和材料之间的电位差在不同的电解液中有所差异。不同的金属以电位差为驱动力,在含有电解液的环境下(电子转移介质)接触时,会形成原电池。在这种情况下,碱金属与电池金属壳的接触会自发地发生电化学反应,导致严重的腐蚀。因此,只要电位差达到了腐蚀的临界点,电化学腐蚀是不可避免的。且随着时间和温度的增加,腐蚀现象变得更加严重,最终可能导致界面阻抗增加或材料损害,从而影响电池的使用寿命,甚至造成安全隐患。

3、另外,当电池长期暴露在约80℃或更高的高温下,或暴露在腐蚀性电池环境中时,金属表面耐腐蚀的钝化层受到损害时,内部金属材料也会发生腐蚀。


技术实现思路

1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种简单易行的电池材料筛选方法,简单高效,可以有效避免材料与碱金属在电解液存在的条件下的原电池腐蚀,进而抑制碱金属电池副反应的产生。

<p>2、本申请第一方面提供了一种电池材料筛选方法,包括:

3、在多个容器内分别放置碱金属、不同种类的电池金属壳和不同种类的电解液;

4、在所述不同种类的电解液中,分别测试所述不同种类的电池金属壳与碱金属之间的电位差;

5、将最小电位差对应的电解液作为目标电解液,将最小电位差对应的电池金属壳作为目标电池金属壳。

6、作为其中一个实施例,所述不同种类的电池金属壳包括第一电池金属壳;

7、所述在所述不同种类的电解液中,测试所述不同种类的电池金属壳与碱金属之间的电位差包括:

8、在所述不同种类的电解液中,分别测试所述第一电池金属壳与所述碱金属之间的电位差。

9、作为其中一个实施例,所述不同种类的电解液包括第一电解液;

10、所述在所述不同种类的电解液中,测试所述不同种类的电池金属壳与碱金属之间的电位差包括:

11、在所述第一电解液中,分别测试所述不同种类的电池金属壳与所述碱金属之间的电位差。

12、作为其中一个实施例,所述方法还包括:在设定的温度范围和存储时间内,存储所述多个容器。

13、作为其中一个实施例,所述在多个容器内分别放置碱金属、不同种类的电池金属壳和不同种类的电解液,包括:

14、在所述多个容器内分别放置碱金属、不同种类的电池金属壳和第一电解液;

15、所述方法还包括:

16、根据以下一者或多者,检测所述多个容器中,所述不同种类的电池金属壳在所述第一电解液中的腐蚀程度:腐蚀颜色、腐蚀面积和li+的含量;

17、当所述不同种类的电池金属壳的腐蚀程度均未超过检测指标时,执行所述在所述不同种类的电解液中,测试所述不同种类的电池金属壳与碱金属之间的电位差的步骤。

18、作为其中一个实施例,所述在多个容器内分别放置碱金属、不同种类的电池金属壳和不同种类的电解液,包括:

19、在所述多个容器内分别放置碱金属、第一电池金属壳和不同种类的电解液;

20、所述方法还包括:

21、根据以下一者或多者,检测所述多个容器中,所述第一电池金属壳在不同种类的电解液中的腐蚀程度:腐蚀颜色、腐蚀面积和li+的含量;

22、当在不同种类的电解液中的所述第一电池金属壳的腐蚀程度均未超过检测指标时,执行所述在所述不同种类的电解液中,测试所述不同种类的电池金属壳与碱金属之间的电位差的步骤。

23、作为其中一个实施例,所述检测指标包括以下一者或多者:

24、腐蚀颜色的深浅程度为灰色、腐蚀面积为电池金属壳表面积的1/3,以及li+的含量为100ug/g。

25、作为其中一个实施例,所述设定的温度范围为25℃-100℃,所述存储时间≥30天。

26、作为其中一个实施例,所述设定的温度范围为80℃-90℃。

27、作为其中一个实施例,所述碱金属选自li、li-al、li-sn、li-pb中的一种或多种。

28、作为其中一个实施例,所述不同种类的电池金属壳选自不锈钢(ss)304、不锈钢(ss)316、不锈钢(ss)430和ti壳中的一种或多种。

29、作为其中一个实施例,所述不同种类的电解液中的电解质分别选自六氟磷酸锂(lipf6)、双草酸硼酸锂(libob)、四氟硼酸锂(libf4)、二氟草酸硼酸锂(liodfb)、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(litfsi)、双(氟代磺酰)亚胺锂(lifsi)、二氟磷酸锂(lipo2f2)和四氟草酸磷酸锂(lifop)中的一种或多种。

30、作为其中一个实施例,所述不同种类的电解液中的溶剂选自γ-丁内酯(γ-gbl)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丁烯酯(bc)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)和碳酸甲乙酯((emc)、环状羧酸酯、醚中的一种或多种。

31、本申请的第二方面还提供一种电池,包括上述的电池材料筛选方法所筛选的电池材料。

32、本申请实施例的电池材料筛选的方法,通过测试电位差的方法筛选电解液及电池金属壳,可以有效阻止材料与碱金属在电解液存在的条件下的原电池腐蚀,进而抑制碱金属电池副反应的产生,防止碱金属与电池金属壳腐蚀而导致容量衰减甚至电池气密性下降漏液等安全性问题。该方法操作简单,高效,可增加电芯的耐高温性及使用安全性。

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【技术保护点】

1.一种电池材料筛选方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述不同种类的电池金属壳包括第一电池金属壳;

3.根据权利要求1所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述不同种类的电解液包括第一电解液;

4.根据权利要求1所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述方法还包括:

5.根据权利要求4所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述在多个容器内分别放置碱金属、不同种类的电池金属壳和不同种类的电解液,包括:

6.根据权利要求5所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述在多个容器内分别放置碱金属、不同种类的电池金属壳和不同种类的电解液,包括:

7.根据权利要求5或6所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述检测指标包括以下一者或多者:

8.根据权利要求4所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述设定的温度范围为25℃-100℃,所述存储时间≥30天。

9.根据权利要求7所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述设定的温度范围为80℃-90℃。

10.根据权利要求1-6任一项所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述碱金属选自Li、Li-Al、Li-Sn、Li-Pb中的一种或多种。

11.根据权利要求1-6任一项所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述不同种类的电池金属壳选自不锈钢(SS)304、不锈钢(SS)316、不锈钢(SS)430和Ti壳中的一种或多种。

12.根据权利要求1-6任一项所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述不同种类的电解液中的电解质分别选自六氟磷酸锂(LiPF6)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、四氟硼酸锂(LiBF4)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)、双(氟代磺酰)亚胺锂(LiFSI)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)和四氟草酸磷酸锂(LiFOP)中的一种或多种。

13.根据权利要求1-6任一项所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述不同种类的电解液中的溶剂选自γ-丁内酯(γ-GBL)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丁烯酯(BC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯((EMC)、环状羧酸酯、醚中的一种或多种。

14.一种电池,其特征在于,包括利用权利要求1-13任一所述的电池材料筛选方法所筛选的电池材料。

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【技术特征摘要】

1.一种电池材料筛选方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述不同种类的电池金属壳包括第一电池金属壳;

3.根据权利要求1所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述不同种类的电解液包括第一电解液;

4.根据权利要求1所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述方法还包括:

5.根据权利要求4所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述在多个容器内分别放置碱金属、不同种类的电池金属壳和不同种类的电解液,包括:

6.根据权利要求5所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述在多个容器内分别放置碱金属、不同种类的电池金属壳和不同种类的电解液,包括:

7.根据权利要求5或6所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述检测指标包括以下一者或多者:

8.根据权利要求4所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述设定的温度范围为25℃-100℃,所述存储时间≥30天。

9.根据权利要求7所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所述设定的温度范围为80℃-90℃。

10.根据权利要求1-6任一项所述的电池材料筛选方法,其特征在于,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:苗宇向如意邱欣斌赵瑞瑞
申请(专利权)人:惠州亿纬锂能股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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