GB/T 23366-2009 钴酸锂电化学性能测试 放电平台容量比率及循环寿命测试方法

　　ICS 77 . 120 . 99 H 7 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 23366—2009

　　钴酸锂电化学性能测试

　　放电平台容量比率及循环寿命测试方法

　　Electrochemicalperformancetestoflithium cobaltoxide—

　　Testmethod fordischarge plateau capacity ratio and cyclelife

　　2009-03-19 发布 2010-01-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 23366—2009

　　前 言

　　本标准由中国有色金属工业协会提出 。

　　本标准由全国有色金属标准化技术委员会归 口 。

　　本标准由中信国安盟固利电源技术有限公司负责起草 。

　　本标准主要起草人：其鲁 、晨晖 、张溪 、李卫 、江卫军 、图雅 。

　　本标准主要验证人：同格拉格 、吴红梅 。

　　Ⅰ

　　GB/T 23366—2009

　　钴酸锂电化学性能测试

　　放电平台容量比率及循环寿命测试方法

　　1 范围

　　本标准规定了锂离子电池正极材料钴酸锂放电平台容量比率及循环寿命的测试方法 。

　　本标准适用于锂离子电池正极材料钴酸锂 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。凡是注 日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本适用于本标准 。

　　GB/T 18287—2000 蜂窝电话用锂离子电池总规范

　　3 试剂和原料

　　3 . 1 钴酸锂 LiCoO2 。

　　3 . 2 六氟磷酸锂 LiPF6(电池级)。

　　3 . 3 碳酸乙烯酯 EC(电池级)。

　　3 . 4 碳酸二乙酯 DEC(电池级)。

　　3 . 5 N-甲基吡咯烷酮 NMP(电池级)。

　　3 . 6 聚偏二氟乙烯 PVdF(电池级)。

　　3 . 7 乙炔黑 。

　　3 . 8 中间相炭微球( MCMB) 。

　　3 . 9 厚度为 10 μm ~ 25 μm 的铝箔 。

　　3 . 10 厚度为 10 μm ~ 12 μm 的铜箔 。

　　3 . 1 1 聚丙烯微孔隔膜(电池级)。

　　3 . 12 063048 型电池壳 。

　　4 仪器

　　4 . 1 天平：量程为 100 g,精确度为 0 . 1 mg 。

　　4 . 2 机械搅拌器 。

　　4 . 3 小型涂布机 。

　　4 . 4 真空烘箱 。

　　4 . 5 切片机 。

　　4 . 6 螺旋测微器(千分尺)。

　　4 . 7 干燥房：露点温度低于 -25 ℃ 。

　　4 . 8 恒温箱 。

　　4 . 9 电化学性能测试仪 。

　　1

　　GB/T 23366—2009

　　5 测试步骤

　　5 . 1 正极片的制备

　　用质量分数为 85% ~ 95%的钴酸锂(3 . 1) ,质量分数为 2% ~ 7%的乙炔黑(3 . 7) 作为导电剂，用质量分数为 3% ~ 8%的聚偏二氟乙烯(3 . 6) 为黏合剂，正极片采用铝箔(3 . 9) 做集流体 。将钴酸锂 、乙炔黑 、聚偏二氟乙烯和 N-甲基吡咯烷酮(3 . 5) 搅拌调浆，将浆料均匀涂覆在铝箔上，120 ℃烘箱干燥不少于 12 小时，切成长 360 mm、宽 40 mm、厚度为 0 . 14 mm ~ 0 . 15 mm 的电极片，电极片称重，质量精确到0 . 1 mg 。严格控制混料和涂覆的工艺过程，极片厚度要保持一致 。

　　5 . 2 负极片的制备

　　用质量分数为 85% ~ 95%的中间相炭微球(3 . 8) ,用质量分数为 3% ~ 5%的乙炔黑作为导电剂，用质量分数为 5% ~ 7%的聚偏二氟乙烯为黏合剂 。将中间相炭微球 、乙炔黑 、聚偏二氟乙烯和 N-甲基吡咯烷酮搅拌调浆，将浆料均匀涂覆在铜箔(3 . 10)上，120 ℃ 烘箱干燥不少于 12 h ,切成长 400 mm、宽41 mm、厚度为 0 . 14 mm ~ 0 . 15 mm 的电极片 。严格控制混料和涂覆的工艺过程，极片面积 、厚度要保持一致 。

　　5 . 3 电池的组装

　　用卷绕法卷制电池芯，方形卷针宽 23 mm ~ 24 mm,厚 1 . 5 mm 。用聚丙烯微孔薄膜(3 . 11) 作为隔膜，正极包于隔膜中，负极放置在隔膜上，对齐卷绕 。装壳后激光焊接，然后放置于 100 ℃ 的烘箱中抽真空干燥不少于 12 h 。在露点温度低于- 25 ℃的干燥房中，以 1 mol/L LiPF6 (3 . 2)/EC(3 . 3) +DEC (3 . 4)(质量比 1 ∶ 1)为电解液，将电解液注入电池后密封 。

　　5 . 4 电池的化成

　　制作的 063048 型试验电池，根据电池所含钴酸锂的质量和比容量，在 25 ℃ ± 1 ℃条件下，用锂离子电池电化学性能测试仪做 3 次充放电循环，充放电制度如下：

　　a) 充放电电流：(0 . 2C) A(C是表示电池放电快慢的一种量度，以 1h 放电完毕所用的电流，称为1C放电电流;以 5 h放电完毕所用的电流，称为 0 . 2C放电电流 。);

　　b) 充电限制电压：4 . 20 V ;

　　c) 放电终止电压：2 . 75 V 。

　　5 . 5 电池的测试

　　经过化成的 063048 型试验电池，用锂离子电池电化学性能测试仪检测，充放电制度如下：

　　a) 充电限制电压：4 . 20 V ;

　　b) 放电终止电压：2 . 75 V ;

　　c) 充放电制度：按照 GB/T 18287—2000 中 5 . 3 . 6 . 2 的规定进行充电 — 放电循环 。

　　5 . 6 放电平台容量比率的测试

　　钴酸锂第 狀次循环的放电平台按式(1)计算：

　　犘狀 …………………………( 1 )

　　式中：

　　犘狀— 第 狀次循环的放电平台容量比率，( %) ;

　　犙3 . 6 — 第 狀次循环放电至 3 . 6 V 时的放电容量，单位为毫安时(mA · h) ; 犙— 第 狀次循环放电至终止电压时的放电容量，单位为毫安时(mA · h) 。

　　5 . 7 循环寿命的测试

　　不同循环次数的放电容量与第 1 次循环放电容量之比的计算按式(2) :

　　…………………………( 2 )

　　犙狀

　　2

　　GB/T 23366—2009

　　式中：

　　ηn— 第 n次循环放电容量与第 1 次循环放电容量比率，( %) ;

　　Qn— 第 n次循环放电容量，单位为毫安时(mA · h) ;

　　Q1 — 首次循环放电容量，单位为毫安时(mA · h) 。

　　钴酸锂的循环寿命按下面方法确定：当 ηn等于 80%时的循环次数n，即为测定样品的循环寿命 。

　　6 检测报告

　　检测报告应包括以下内容：

　　a) 样品名称及批次;

　　b) 检测结果;

　　c) 检测 日期;

　　d) 说明检测所需的全部细节;

　　e) 本标准中没有规定的或认为可以 自定的各种操作;

　　f) 可能影响了检测结果的各种情况的细节;

　　g) 本标准编号 。