本申請(qǐng)涉及電池，特別是涉及一種電池材料篩選方法及電池。

背景技術(shù)：

1、堿金屬電池是一種利用堿金屬(如鋰、鈉、鉀)作為負(fù)極材料的電池。堿金屬電池通常具有較高的能量密度和比能量，因而在儲(chǔ)能和電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域備受關(guān)注。以鋰金屬電池為例，鋰原電池是一種使用純鋰金屬或鋰合金作為負(fù)極材料的電池，因?yàn)樗哂懈呃碚撊萘?3860mah/g)和低電極電位(與標(biāo)準(zhǔn)氫電極相比-3.04v)。低電極電位可提供鋰的強(qiáng)還原能力，但也導(dǎo)致了鋰界面的熱力學(xué)不穩(wěn)定性。

2、在電池老化以及持續(xù)使用過(guò)程中，電解液不可避免的會(huì)接觸到材料(例如，玻璃封接、金屬殼、蓋組件和集流體等)，堿金屬和材料之間的電位差在不同的電解液中有所差異。不同的金屬以電位差為驅(qū)動(dòng)力，在含有電解液的環(huán)境下(電子轉(zhuǎn)移介質(zhì))接觸時(shí)，會(huì)形成原電池。在這種情況下，堿金屬與電池金屬殼的接觸會(huì)自發(fā)地發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致嚴(yán)重的腐蝕。因此，只要電位差達(dá)到了腐蝕的臨界點(diǎn)，電化學(xué)腐蝕是不可避免的。且隨著時(shí)間和溫度的增加，腐蝕現(xiàn)象變得更加嚴(yán)重，最終可能導(dǎo)致界面阻抗增加或材料損害，從而影響電池的使用壽命，甚至造成安全隱患。

3、另外，當(dāng)電池長(zhǎng)期暴露在約80℃或更高的高溫下，或暴露在腐蝕性電池環(huán)境中時(shí)，金屬表面耐腐蝕的鈍化層受到損害時(shí)，內(nèi)部金屬材料也會(huì)發(fā)生腐蝕。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種簡(jiǎn)單易行的電池材料篩選方法，簡(jiǎn)單高效，可以有效避免材料與堿金屬在電解液存在的條件下的原電池腐蝕，進(jìn)而抑制堿金屬電池副反應(yīng)的產(chǎn)生。

2、本申請(qǐng)第一方面提供了一種電池材料篩選方法，包括：

3、在多個(gè)容器內(nèi)分別放置堿金屬、不同種類(lèi)的電池金屬殼和不同種類(lèi)的電解液；

4、在所述不同種類(lèi)的電解液中，分別測(cè)試所述不同種類(lèi)的電池金屬殼與堿金屬之間的電位差；

5、將最小電位差對(duì)應(yīng)的電解液作為目標(biāo)電解液，將最小電位差對(duì)應(yīng)的電池金屬殼作為目標(biāo)電池金屬殼。

6、作為其中一個(gè)實(shí)施例，所述不同種類(lèi)的電池金屬殼包括第一電池金屬殼；

7、所述在所述不同種類(lèi)的電解液中，測(cè)試所述不同種類(lèi)的電池金屬殼與堿金屬之間的電位差包括：

8、在所述不同種類(lèi)的電解液中，分別測(cè)試所述第一電池金屬殼與所述堿金屬之間的電位差。

9、作為其中一個(gè)實(shí)施例，所述不同種類(lèi)的電解液包括第一電解液；

10、所述在所述不同種類(lèi)的電解液中，測(cè)試所述不同種類(lèi)的電池金屬殼與堿金屬之間的電位差包括：

11、在所述第一電解液中，分別測(cè)試所述不同種類(lèi)的電池金屬殼與所述堿金屬之間的電位差。

12、作為其中一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括：在設(shè)定的溫度范圍和存儲(chǔ)時(shí)間內(nèi)，存儲(chǔ)所述多個(gè)容器。

13、作為其中一個(gè)實(shí)施例，所述在多個(gè)容器內(nèi)分別放置堿金屬、不同種類(lèi)的電池金屬殼和不同種類(lèi)的電解液，包括：

14、在所述多個(gè)容器內(nèi)分別放置堿金屬、不同種類(lèi)的電池金屬殼和第一電解液；

15、所述方法還包括：

16、根據(jù)以下一者或多者，檢測(cè)所述多個(gè)容器中，所述不同種類(lèi)的電池金屬殼在所述第一電解液中的腐蝕程度：腐蝕顏色、腐蝕面積和li+的含量；

17、當(dāng)所述不同種類(lèi)的電池金屬殼的腐蝕程度均未超過(guò)檢測(cè)指標(biāo)時(shí)，執(zhí)行所述在所述不同種類(lèi)的電解液中，測(cè)試所述不同種類(lèi)的電池金屬殼與堿金屬之間的電位差的步驟。

18、作為其中一個(gè)實(shí)施例，所述在多個(gè)容器內(nèi)分別放置堿金屬、不同種類(lèi)的電池金屬殼和不同種類(lèi)的電解液，包括：

19、在所述多個(gè)容器內(nèi)分別放置堿金屬、第一電池金屬殼和不同種類(lèi)的電解液；

20、所述方法還包括：

21、根據(jù)以下一者或多者，檢測(cè)所述多個(gè)容器中，所述第一電池金屬殼在不同種類(lèi)的電解液中的腐蝕程度：腐蝕顏色、腐蝕面積和li+的含量；

22、當(dāng)在不同種類(lèi)的電解液中的所述第一電池金屬殼的腐蝕程度均未超過(guò)檢測(cè)指標(biāo)時(shí)，執(zhí)行所述在所述不同種類(lèi)的電解液中，測(cè)試所述不同種類(lèi)的電池金屬殼與堿金屬之間的電位差的步驟。

23、作為其中一個(gè)實(shí)施例，所述檢測(cè)指標(biāo)包括以下一者或多者：

24、腐蝕顏色的深淺程度為灰色、腐蝕面積為電池金屬殼表面積的1/3，以及l(fā)i+的含量為100ug/g。

25、作為其中一個(gè)實(shí)施例，所述設(shè)定的溫度范圍為25℃-100℃，所述存儲(chǔ)時(shí)間≥30天。

26、作為其中一個(gè)實(shí)施例，所述設(shè)定的溫度范圍為80℃-90℃。

27、作為其中一個(gè)實(shí)施例，所述堿金屬選自li、li-al、li-sn、li-pb中的一種或多種。

28、作為其中一個(gè)實(shí)施例，所述不同種類(lèi)的電池金屬殼選自不銹鋼(ss)304、不銹鋼(ss)316、不銹鋼(ss)430和ti殼中的一種或多種。

29、作為其中一個(gè)實(shí)施例，所述不同種類(lèi)的電解液中的電解質(zhì)分別選自六氟磷酸鋰(lipf6)、雙草酸硼酸鋰(libob)、四氟硼酸鋰(libf4)、二氟草酸硼酸鋰(liodfb)、雙(三氟甲基磺酰)亞胺鋰(litfsi)、雙(氟代磺酰)亞胺鋰(lifsi)、二氟磷酸鋰(lipo2f2)和四氟草酸磷酸鋰(lifop)中的一種或多種。

30、作為其中一個(gè)實(shí)施例，所述不同種類(lèi)的電解液中的溶劑選自γ-丁內(nèi)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)、環(huán)狀羧酸酯、醚中的一種或多種。

31、本申請(qǐng)的第二方面還提供一種電池，包括上述的電池材料篩選方法所篩選的電池材料。

32、本申請(qǐng)實(shí)施例的電池材料篩選的方法，通過(guò)測(cè)試電位差的方法篩選電解液及電池金屬殼，可以有效阻止材料與堿金屬在電解液存在的條件下的原電池腐蝕，進(jìn)而抑制堿金屬電池副反應(yīng)的產(chǎn)生，防止堿金屬與電池金屬殼腐蝕而導(dǎo)致容量衰減甚至電池氣密性下降漏液等安全性問(wèn)題。該方法操作簡(jiǎn)單，高效，可增加電芯的耐高溫性及使用安全性。

技術(shù)特征：

1.一種電池材料篩選方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池材料篩選方法，其特征在于，所述不同種類(lèi)的電池金屬殼包括第一電池金屬殼；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池材料篩選方法，其特征在于，所述不同種類(lèi)的電解液包括第一電解液；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池材料篩選方法，其特征在于，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池材料篩選方法，其特征在于，所述在多個(gè)容器內(nèi)分別放置堿金屬、不同種類(lèi)的電池金屬殼和不同種類(lèi)的電解液，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池材料篩選方法，其特征在于，所述在多個(gè)容器內(nèi)分別放置堿金屬、不同種類(lèi)的電池金屬殼和不同種類(lèi)的電解液，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電池材料篩選方法，其特征在于，所述檢測(cè)指標(biāo)包括以下一者或多者：

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池材料篩選方法，其特征在于，所述設(shè)定的溫度范圍為25℃-100℃，所述存儲(chǔ)時(shí)間≥30天。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池材料篩選方法，其特征在于，所述設(shè)定的溫度范圍為80℃-90℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的電池材料篩選方法，其特征在于，所述堿金屬選自li、li-al、li-sn、li-pb中的一種或多種。

11.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的電池材料篩選方法，其特征在于，所述不同種類(lèi)的電池金屬殼選自不銹鋼(ss)304、不銹鋼(ss)316、不銹鋼(ss)430和ti殼中的一種或多種。

12.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的電池材料篩選方法，其特征在于，所述不同種類(lèi)的電解液中的電解質(zhì)分別選自六氟磷酸鋰(lipf6)、雙草酸硼酸鋰(libob)、四氟硼酸鋰(libf4)、二氟草酸硼酸鋰(liodfb)、雙(三氟甲基磺酰)亞胺鋰(litfsi)、雙(氟代磺酰)亞胺鋰(lifsi)、二氟磷酸鋰(lipo2f2)和四氟草酸磷酸鋰(lifop)中的一種或多種。

13.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的電池材料篩選方法，其特征在于，所述不同種類(lèi)的電解液中的溶劑選自γ-丁內(nèi)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)、環(huán)狀羧酸酯、醚中的一種或多種。

14.一種電池，其特征在于，包括利用權(quán)利要求1-13任一所述的電池材料篩選方法所篩選的電池材料。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種電池材料篩選方法，包括：在多個(gè)容器內(nèi)分別放置堿金屬、不同種類(lèi)的電池金屬殼和不同種類(lèi)的電解液；在所述不同種類(lèi)的電解液中，分別測(cè)試所述不同種類(lèi)的電池金屬殼與堿金屬之間的電位差；將最小電位差對(duì)應(yīng)的電解液作為目標(biāo)電解液，將最小電位差對(duì)應(yīng)的電池金屬殼作為目標(biāo)電池金屬殼。通過(guò)測(cè)試電位差的方法篩選電解液及電池金屬殼，簡(jiǎn)單高效，可防止堿金屬與電池金屬殼腐蝕而導(dǎo)致容量衰減甚至電池氣密性下降漏液等安全性問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：苗宇,向如意,邱欣斌,趙瑞瑞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：惠州億緯鋰能股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10