本技術(shù)涉及電池，具體涉及一種鋰離子電池補(bǔ)鋰劑添加量的確定方法，以及一種鋰離子電池。

背景技術(shù)：

1、在鋰離子電池首次充電過(guò)程中，電解液會(huì)在負(fù)極表面還原分解并形成固態(tài)電解質(zhì)界面(sei)膜，這個(gè)過(guò)程中會(huì)消耗大量來(lái)自正極的鋰離子，從而導(dǎo)致鋰離子電池的首次庫(kù)倫效率偏低，并降低鋰離子電池的容量和能量密度。通過(guò)在鋰離子電池的電極材料中添加補(bǔ)鋰劑可以一定程度上抵消鋰損耗，從而提升鋰離子電池的能量密度。然而鋰離子電池的能量密度并不是隨著電極材料中添加的補(bǔ)鋰劑增多始終保持顯著增大，通常在電極材料中添加補(bǔ)鋰劑時(shí)存在一個(gè)最佳添加量，即臨界值，在該臨界值時(shí)，補(bǔ)鋰劑剛好能補(bǔ)償鋰離子電池中的鋰離子損耗。該臨界值通常稱(chēng)為最佳補(bǔ)鋰量。

2、相關(guān)技術(shù)獲取鋰離子電池中補(bǔ)鋰劑添加量的方式為進(jìn)行一系列梯度的補(bǔ)鋰劑添加量實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)對(duì)電極活性材料進(jìn)行x射線(xiàn)衍射(xrd)分析或測(cè)量電極膜片的電阻來(lái)與經(jīng)驗(yàn)結(jié)果范圍進(jìn)行匹配，從而獲取出在電極中添加補(bǔ)鋰劑的最佳補(bǔ)鋰量。該方法存在試錯(cuò)次數(shù)多，工作量大，且適用的材料體系范圍單一，還不能提前計(jì)算出最佳補(bǔ)鋰量的范圍的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的實(shí)施例提供了一種鋰離子電池補(bǔ)鋰劑添加量的確定方法以及鋰離子電池，以至少部分的解決上述技術(shù)問(wèn)題。

2、第一方面，本技術(shù)的實(shí)施例提供一種鋰離子電池補(bǔ)鋰劑添加量的確定方法，包括：

3、獲取第一電極活性材料的首次放電克容量a及首次充電克容量b；

4、獲取補(bǔ)鋰劑的克容量c；

5、獲取第二電極活性材料的首效y；

6、獲取目標(biāo)鋰離子電池中第一電極與第二電極的容量比z，其中所述第一電極與所述第二電極的極性相反，所述第一電極包括所述第一電極活性材料和所述補(bǔ)鋰劑，所述第二電極包括所述第二電極活性材料；

7、基于參數(shù)a、b、c、y及z，以及第一預(yù)設(shè)公式計(jì)算所述第一電極中所述補(bǔ)鋰劑的最佳補(bǔ)鋰量x，所述第一預(yù)設(shè)公式如式(ⅰ)所示：

8、

9、其中，x表示所述補(bǔ)鋰劑與所述第一電極活性材料和所述補(bǔ)鋰劑的總和的質(zhì)量比。

10、在一實(shí)施例中，所述獲取第一電極活性材料的首次放電克容量a及首次充電克容量b包括：

11、提供第一半電池，所述第一半電池包括第一測(cè)試電極；所述第一測(cè)試電極中包含質(zhì)量為m1的所述第一電極活性材料；

12、對(duì)所述第一半電池進(jìn)行充放電測(cè)試，獲取所述第一半電池的放電容量q11和充電容量q12；

13、基于參數(shù)m1、q11及q12，以及第二預(yù)設(shè)公式和第三預(yù)設(shè)公式分別計(jì)算所述第一電極活性材料的首次放電克容量a及首次充電克容量b；

14、其中，所述第二預(yù)設(shè)公式如式(ⅱ)所示，所述第三預(yù)設(shè)公式如式(ⅲ)所示：

15、

16、在一實(shí)施例中，所述獲取補(bǔ)鋰劑的克容量c包括：

17、提供第二半電池，所述第二半電池包括第二測(cè)試電極；所述第二測(cè)試電極中包含質(zhì)量為m2的所述補(bǔ)鋰劑；

18、對(duì)所述第二半電池進(jìn)行放電測(cè)試，獲取所述第二半電池的放電容量q21；

19、基于參數(shù)m2、q21，以及第四預(yù)設(shè)公式計(jì)算所述補(bǔ)鋰劑的克容量c，其中，所述第四預(yù)設(shè)公式如式(ⅳ)所示：

20、

21、在一實(shí)施例中，所述獲取第二電極活性材料的首效y包括：

22、提供第三半電池，所述第三半電池包括第三測(cè)試電極，所述第三測(cè)試電極中包含質(zhì)量為m3的所述第二電極活性材料；

23、對(duì)所述第三半電池進(jìn)行充放電測(cè)試，獲取所述第三半電池的放電容量q31和充電容量q32；

24、基于參數(shù)m3、q31及q32，以及第五預(yù)設(shè)公式和第六預(yù)設(shè)公式分別計(jì)算所述第二電極活性材料的首次放電克容量d及首次充電克容量e，其中，所述第五預(yù)設(shè)公式如式(ⅴ)所示，所述第六預(yù)設(shè)公式如式(ⅵ)所示：

25、

26、基于參數(shù)d、e以及第七預(yù)設(shè)公式計(jì)算所述第二電極活性材料的首效y，其中，所述第七預(yù)設(shè)公式如式(ⅶ)所示：

27、

28、在一實(shí)施例中，所述獲取目標(biāo)鋰離子電池中第一電極與第二電極的容量比z包括：

29、獲取所述第一電極的面密度p1及所述第一電極的活性材料層中所述第一電極活性材料的質(zhì)量含量比l1；

30、獲取所述第一電極活性材料的可逆克容量g1；

31、獲取所述第二電極的面密度p2及所述第二電極的活性材料層中所述第二電極活性材料的質(zhì)量含量比l2；

32、獲取所述第二電極活性材料的可逆克容量g2；

33、基于參數(shù)p1、l1、g1、p2、l2、g2，以及第八預(yù)設(shè)公式計(jì)算所述第一電極與所述第二電極的容量比z，其中，所述第八預(yù)設(shè)公式如式(ⅷ)所示：

34、

35、在一實(shí)施例中，所述獲取所述第一電極活性材料的可逆克容量g1包括：

36、提供第四半電池，所述第四半電池包括第四測(cè)試電極；所述第四測(cè)試電極中包含質(zhì)量為m4的所述第一電極活性材料；

37、對(duì)所述第四半電池進(jìn)行充放電循環(huán)測(cè)試，獲取所述第四半電池在第n1個(gè)循環(huán)周期～第nn個(gè)循環(huán)周期時(shí)的平均放電容量q41，其中n1和nn均為大于或者等于2的自然數(shù)，且nn大于或者等于n1；

38、基于參數(shù)m4、q41，以及第九預(yù)設(shè)公式計(jì)算所述第一電極活性材料的可逆克容量g1，所述第九預(yù)設(shè)公式如式(ⅸ)所示：

39、

40、在一實(shí)施例中，所述獲取所述第二電極活性材料的可逆克容量g2包括：

41、提供第五半電池，所述第五半電池包括第五測(cè)試電極；所述第五測(cè)試電極中包含質(zhì)量為m5的所述第二電極活性材料；

42、對(duì)所述第五半電池進(jìn)行充放電循環(huán)測(cè)試，獲取所述第五半電池在第n2個(gè)循環(huán)周期～第nm個(gè)循環(huán)周期時(shí)的平均放電容量q51，其中n2和nm均為大于或者等于2的自然數(shù)，且nm大于或者等于n2；

43、基于參數(shù)m5、q51，以及第十預(yù)設(shè)公式計(jì)算所述第二電極活性材料的可逆克容量g2，所述第十預(yù)設(shè)公式如式(ⅹ)所示：

44、

45、在一實(shí)施例中，所述第一電極為正極，所述第一電極活性材料為正極活性材料；所述第二電極為負(fù)極，所述第二電極活性材料為負(fù)極活性材料。

46、在一實(shí)施例中，所述補(bǔ)鋰劑為正極補(bǔ)鋰劑，所述正極補(bǔ)鋰劑包括li2o、li2nio2、li5feo4、li6coo4、li2o2、li3n和li2s中的至少一種。

47、在一實(shí)施例中，所述正極活性材料包括磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰中的至少一種。

48、在一實(shí)施例中，所述負(fù)極活性材料包括石墨和硅碳中的至少一種。

49、第二方面，本技術(shù)的實(shí)施例提供一種鋰離子電池，包括第一電極和第二電極，所述第一電極包括第一電極活性材料和補(bǔ)鋰劑，所述補(bǔ)鋰劑占所述第一電極活性材料和所述補(bǔ)鋰劑的總和的質(zhì)量比t大于或者等于根據(jù)上述鋰離子電池補(bǔ)鋰劑添加量的確定方法計(jì)算得到的最佳補(bǔ)鋰量x。

50、本技術(shù)的實(shí)施例的有益效果：

51、在本技術(shù)的實(shí)施例提供的鋰離子電池補(bǔ)鋰劑添加量的確定方法中，a、b、c、y、z這些參數(shù)在鋰離子電池的設(shè)計(jì)階段便可以獲取，從而可以在鋰離子電池制造前提前獲取出補(bǔ)鋰劑的最佳補(bǔ)鋰量x。

52、另外，本技術(shù)實(shí)施例提供的鋰離子電池補(bǔ)鋰劑添加量的確定方法不需要進(jìn)行多次試錯(cuò)，從而有效降低工作量，并且該鋰離子電池補(bǔ)鋰劑添加量的確定方法可以應(yīng)用于多種材料體系的補(bǔ)鋰劑添加量計(jì)算，通用性好。

53、還有，在設(shè)計(jì)鋰離子電池時(shí)，通過(guò)將鋰離子電池中補(bǔ)鋰劑添加量設(shè)置為大于或者等于最佳補(bǔ)鋰量x，這樣不僅能提升鋰離子電池的能量密度，而且還能提鋰離子電池的循環(huán)性能。