(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111615873.X (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 国联汽车动力电池研究院有限责任 公司 地址 101400 北京市怀柔区雁栖经济开发 区兴科东大街11号 （北京有色金属研 究总院怀柔基地 4号楼、 5号楼） (72)发明人 高敏　云凤玲　张鑫　崔义　 栗敬敬　张天磊　闫坤　刘嘉诚　 曹禹喆　方彦彦　 (74)专利代理 机构 北京北新智诚知识产权代理 有限公司 1 1100 专利代理师 刘秀青 (51)Int.Cl. H01M 10/0525(2010.01)H01M 10/058(2010.01) H01M 10/48(2006.01) H01M 50/46(2021.01) (54)发明名称 一种三电极电池的制备方法及其析锂测试 方法 (57)摘要 本发明公开了一种三电极电池的制备方法 及其析锂测试方法。 所述三电极电池的制备方法 包括如下步骤： (1)在参比电极与正极极片之间 设置有涂胶隔膜， 通过热处理的方式将参比电极 与正负极极片固定在一起形成极组， 按照软包叠 片电芯生产工艺对极组、 电解液、 外壳进行封装； (2)参比电极镀锂， 得到镀锂后的三电极电池； (3)参比电极EIS测试， 筛选出稳定的三电极电 池。 在三电极电池析锂测试方法中设定充电截止 条件为正负极充电截止电压V1或负极和参比电 压V2， 截止电压V1的范围为V1≤4.6V， 负极和参比 电压‑20mV≤V2≤0mV。 本发明能够更有效 的制备 稳定可靠的三电极电池， 并能够提高三电极电池 原位测试 析锂的准确性和稳定性。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 114497693 A 2022.05.13 CN 114497693 A 1.一种三电极电池的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： (1)三电极电芯制备： 将正极极片、 隔膜、 负极极片依次排列， 将参比电极一端置于正极 极片一侧， 在参比电极与正极极片之间设置有涂胶隔膜， 通过热处理的方式将参比电极与 正负极极片固定在一起形成极组， 按照软包叠片电芯生产工艺对极组、 电解液、 外壳进行封 装； (2)参比电极镀锂： 封装后， 使用电流通过正极和负极对参比极进行镀锂， 在参比电极 一端均匀形成金属锂层， 得到 镀锂后的三电极电池； (3)参比电极EIS测试： 采用电化学工作站进行交流阻抗测试， 将正极/参比阻抗和负 极/参比阻抗进 行叠加， 将正极/参比阻抗、 负极/参比阻抗叠加的阻抗与正极和负极之间的 阻抗进行对比， 正极参比阻抗与负极参比阻抗之和、 与正极和负极之间的阻抗之间的相对 偏差≤1％， 则认为由参比电极的引入导 致的位阻小， 该三电极电池稳定 。 2.根据权利要求1所述的三电极电池的制备方法， 其特征在于， 所述步骤(2)中镀锂电 流Im≤100 μA， 镀锂时间tm≤20h。 3.根据权利要求1所述的三电极电池的制备方法， 其特征在于， 所述三电极电池的正极 极片为氧化物正极或磷酸盐类正极， 负极活性物质为硅基负极材 料或石墨负极材 料。 4.根据权利要求1所述的三电极电池的制备方法， 其特征在于， 所述的三电极电池中参 比电极与正极 极片之间的涂胶隔膜为单层涂胶隔膜或双 层涂胶隔膜。 5.根据权利要求1所述的三电极电池的制备方法， 其特征在于， 所述参比电极为铜丝、 金丝、 镍丝或镀锡铜丝 。 6.一种权利要求1～5中任一项所制备得到的三电极电池的析锂测试方法， 其特征在 于， 包括如下步骤： (1)对所制备的三电极电池进行恒流充电， 截止 条件为正负极充电截止电压V1或负极和 参比电压V2， 截止电压V1的范围为V1≤4.6V，‑20mV≤V2≤0； 恒流充电条件I1c≤8C； (2)将充电后的电池静置； (3)将三电极电池以I1d放电， 截止条件为正负极电压放电下限电压， 将放电后的电池静 置； (4)针对不同析锂测试条件， 重复上述步骤(1)～步骤(3)， 对应的恒流充电电流为Inc， 截止条件为正负极充电截止电压V1或负极和 参比电压V2， 截止电压V1的范围为V1≤4.6V，‑ 20mV≤V2≤0； 恒流充电条件Inc≤8C。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114497693 A 2一种三电极电池的制备方 法及其析锂测试方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种三电极电池的制备方法及 其析锂测试方法， 属于动力电池析锂测 试技术领域。 背景技术 [0002]锂离子电池作为一种新型高能绿色电池， 被广泛的应用于新能源电动车等领域广 泛应用， 这对锂离子电池性能和安全性提出了更高的要求， 同时性能和 安全问题也日益突 出， 引起了行业的高度重视。 锂离子电池作为复杂的电化学系统， 其寿命和安全性是目前制 约其发展的主要瓶颈之一。 在众多导致电池衰减和引起电池安全问题的因素中， 锂在负极 表面的沉积是导致电池容量衰减和 威胁电池安全性的主要原因之一。 正常条件充电时， 锂 离子从正极脱出通过隔膜嵌入负极中， 但是在高倍率或者低 温充电时， 由于负极的嵌锂电 位与金属锂的沉积电位相近(例 如： 当LixC6， 0.5≤x≤1， 石墨的嵌锂电位约为0.08V  vs.Li +/Li)， 锂离子来不及嵌入负极而在负极表面发生析锂， 产生锂枝晶。 沉积的金属锂与电解 液反应消耗活性锂， 导致电池容量衰减加剧； 同时枝晶状锂可能刺破隔膜， 导致电池短路进 而引发安全性问题。 因此如何精确判断的动力电池析锂情况， 以确保电池始终在适宜的电 压和电流下进行工作， 降低活性锂的消耗， 这对提高电池循环寿命和安全性具有重要意 义。 [0003]动力电池析锂的影响因素主要包括电池设计、 制造、 测试条件(充电电流、 测试环 境等)等。 随着动力电池能量密度的提高， 动力锂离子电池在一定测试条件下更容易 发生析 锂。 为了更好的分析析锂影响因素以及抑制或减缓析锂现象的发生， 有效的检测手段必不 可少； 常用于析锂的检测方法主要包括电化学测试、 拆解后物理分析、 原位光谱分析等， 电 化学测试可以原 位分析， 检测精度较低， 且常温下无法观察到析锂信号； 拆解后物理分析方 法需要电池拆解， 人为观察存在一定人为误差， 且耗时长， 成本高； 原位光谱分析的方法需 要设计特殊电池， 很难用于实际设计电池中。 其中， 三电极电池原位测试析锂被认为较为成 熟的方法， 其以负极电位为0V作为标准， 负极电位小于0V时， 认 为发生析锂。 但是， 三电极的 准确性和稳定性受到参比电极大小、 位置以及材质等因素 的影响。 参比电极的引入可能导 致充放电过程电流密度分布不均， 引起位阻效应， 三电极电池测试结果可能存在一定的偏 差， 因此， 需要 进一步确认参比电极对电池体系的影响。 [0004]综上， 现有技术中在使用三电极方法测试负极电位时， 有必要寻找一个方法来确 认参比电极对电池体系的影响， 能够最大程度上消除由于参比 电极对测试准备性带来的误 差， 能够检测到负极 真实的析锂情况。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种三电极电池的制备方法， 该方法能够更有效的制备稳 定可靠的三电极电池。 [0006]本发明的另一目的在于提供一种使用本发明所制备的三电极电池进行析锂测试 的方法， 该 方法简单， 能够提高三电极电池原位测试 析锂的准确性和稳定性。说　明　书 1/6 页 3 CN 114497693 A 3