一种在锂离子软包电池内部原位生成锂参比电极的方法
专利汇可以提供一种在锂离子软包电池内部原位生成锂参比电极的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种在锂离子软包 电池 内部原位生成锂参比 电极 的方法，在锂离子 软包电池 的 制造过程 中，在主电芯旁边引入一个微型锂离子电芯作为辅助电芯，该辅助电芯以镍片为负极，以锂盐作为 正极材料 ，并与主电芯共享 电解 液；在主电芯未进行 化成 前，先向辅助电芯充电，使其负极镍片上产生锂单质 镀 层；向辅助电芯的正极区外侧的 铝 塑膜加热加压，使辅助电芯的正极彻底封闭并与主电芯隔离，剩余的负极部分即与主电芯一并形成三电极体系。以该方法制造三电极锂电池，在制造阶段无需操作易于燃烧爆炸的单质锂，并且在电池中原位镀锂后，第三电极表面也仅含极少量的锂，因而提高了三电极 锂离子电池 在制造与使用过程中的安全性。，下面是一种在锂离子软包电池内部原位生成锂参比电极的方法专利的具体信息内容。
1.一种在锂离子软包电池内部原位生成锂参比电极的方法，在锂离子软包电池内部包括锂离子电解液和正、负电极的电芯，其特征在于，所述的电芯包括主电芯和辅助电芯，即在所述的主电芯旁边引入一个微型锂离子电芯作为辅助电芯，该辅助电芯以镍为负极，以锂盐作为正极，并与主电芯共享电解液；先向辅助电芯充电，使作为负极的镍片或镍条周围产生锂单质镀层；然后，向辅助电芯的正极区加热加压封闭正极区域，使辅助电芯的正极彻底封闭并与主电芯隔离，剩余的辅助电芯的负极作为参比电极，与主电芯的正负极形成三电极体系，包括如下步骤：
（1）在铝条的一端表面涂布含有锂盐的正极材料；
（2）将一根镍条与步骤（1）获得的铝条一同植入锂离子软包电池中，该镍条的一端与铝条含有锂盐涂层的一端均伸入所述软包电池的电解液中，另一端露出作为极耳，以铝条为正极，镍条为负极，构成一个微型锂离子电池作为辅助电芯；
（3）向步骤（2）中获得的辅助电芯充电，锂离子从铝条的锂盐涂层中迁移到镍条表面，形成单质锂镀层；
（4）以塑封设备对步骤（3）中充完电的辅助电芯的正极区域加热加压，使其周围的铝塑膜粘合封闭，将辅助电芯的正极与电解液完全隔离，只留含有锂镀层的负极在电解液中，作为主电芯的参比电极，与主电芯构成三电极系统。
2.根据权利要求1所述在锂离子软包电池内部原位生成锂参比电极的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述锂盐涂层与主电芯正极材料相同，不会对主电芯的电解液造成污染。
3.根据权利要求1所述在锂离子软包电池内部原位生成锂参比电极的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的镍条与铝条在电池中任何位置放置且不接触，无需使它们正对。
4.根据权利要求1所述在锂离子软包电池内部原位生成锂参比电极的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的辅助电芯设计容量不大于1 mAh，加装辅助电芯对主电芯的质量与体积能量密度的影响较小。
5.根据权利要求1所述在锂离子软包电池内部原位生成锂参比电极的方法，其特征在于，步骤（3）所述的充电过程只在镍负极表面镀不超过0.1 mg的金属锂，对电池整体的安全性无影响。
6.根据权利要求1-5任一所述在锂离子软包电池内部原位生成锂参比电极的方法，其特征在于向磷酸铁锂-石墨/硅氧软包电池中植入第三电极，包括以下步骤：
（1）辅助电芯正极的制备：
第一步、室温下将16 mg纳米磷酸铁锂、2 mg乙炔黑与2 mg 聚偏氟乙烯混匀，加入5 mL二甲基亚砜(DMSO)继续搅拌4 h得到正极涂布液，与主电芯正极材料配方相同；
第二步、将上述正极涂布液均匀涂布于铝制极耳的一端，初步晾干后称重；若增重小于
4 mg，则需再次涂布至4 mg；该铝极耳即构成辅助电芯的正极，设计容量0.5 mAh；
（2）辅助电芯的构建
第一步、在已经完成组装的主电芯背面布置步骤（1）中得到的铝极耳与一只镍极耳，两极耳间不接触；
第二步、用塑封机对主电芯和辅助电芯进行封装，充分真空干燥后转移至手套箱中，注入电解液并完全封住电池，此时电池共有4个极耳；
第三步、以特制压板压紧电池，静置24 h；
（3）辅助电池充电与正极极片的封闭
第一步、将辅助电芯的正、负极分别连接至恒压电源，以3.7 V恒压充电至充电电流小于1 μA、充电15 h，共充不大于0.15 mAh电量，此时辅助电芯的负极表面靠近正极的一侧镀上一层单质锂镀膜，形成锂参比电极；
第二步、封闭辅助电芯正极：用塑封机热压辅助电芯正极极片所在的位置，该极片周围的铝塑膜粘合在一起，使其从电池的电解液中隔离，只留表面镀锂的辅助电芯负极极片在电解液中，作为参比电极。
一种在锂离子软包电池内部原位生成锂参比电极的方法
技术领域
背景技术
发明内容
（2）将一根镍条（或镍片）与步骤（1）获得的铝条一同植入锂离子软包电池中，该镍条的一端与铝条含有锂盐涂层的一端均伸入所述软包电池的电解液中，另一端露出作为极耳，以铝条为正极，镍条为负极，构成一个微型锂离子电池作为辅助电芯；
（3）向步骤（2）中获得的辅助电芯充电，锂离子从铝条的锂盐涂层中迁移到镍条表面，形成单质锂镀层；
（4）以塑封设备对步骤（3）中充完电的辅助电芯的正极区域加热加压，使其周围的铝塑膜粘合封闭，将辅助电芯的正极与电解液完全隔离，只留含有锂镀层的负极在电解液中，作为主电芯的参比电极，与主电芯构成三电极系统。
第一步、室温下将16 mg纳米磷酸铁锂、2 mg乙炔黑与2 mg 聚偏氟乙烯混匀，加入5 mL二甲基亚砜(DMSO)继续搅拌4 h得到正极涂布液，与主电芯正极材料配方相同；
第二步、将上述正极涂布液均匀涂布于铝制极耳的一端，初步晾干后称重；若增重小于
4 mg，则需再次涂布至4 mg；该铝极耳即构成辅助电芯的正极，设计容量0.5 mAh；
（2）辅助电芯的构建
第一步、在已经完成组装的主电芯背面布置步骤（1）中得到的铝极耳与一只镍极耳，两极耳间不接触；
第二步、用塑封机对主电芯和辅助电芯进行封装，充分真空干燥后转移至手套箱中，注入电解液并完全封住电池，此时电池共有4个极耳；
第三步、以压板压紧电池，静置24 h；
（3）辅助电池充电与正极极片的封闭
第一步、将辅助电芯的正、负极分别连接至恒压电源，以3.7 V恒压充电至充电电流小于1 μA、充电15 h，共充不大于0.15 mAh电量（如：约0.15 mAh电量），此时辅助电芯的负极表面靠近正极的一侧镀上一层单质锂镀膜，形成锂参比电极；
第二步、封闭辅助电芯正极：用塑封机热压辅助电芯正极极片所在的位置，该极片周围的铝塑膜粘合在一起，使其从电池的电解液中隔离，只留表面镀锂的辅助电芯负极极片在电解液中，作为参比电极。
图4为辅助电芯负极有镀锂层形成锂黑的图片；
图5为对主电芯电势进行检测得到的数据列；
图中标号说明：
1——主电芯；11——正极片；12——负极片；
2——辅助电芯；
21——铝极耳；211——正极涂布液涂层；
22——镍极耳；221——锂镀膜；
3——塑封体；
4——恒压电源；
5——铝塑膜。
具体实施方式
2，即在所述的主电芯1旁边引入一个与之并联的微型锂离子电芯作为辅助电芯2，该辅助电芯2以镍为负极，以锂盐作为正极，并与主电芯1共享电解液，由塑封体3制备成一体；其中，主电芯1设计为：正极磷酸铁锂40 mAh的极耳4 cm*4 cm共一片正极片11；负极石墨/硅氧复合材料45 mAh的极耳4.5 cm*4.5 cm共一片负极片12；
辅助电芯，按如下步骤制备：
（1）辅助电芯正极的制备：
第一步、配制与主电芯正极材料配方相同的正极涂布液：室温下将16 mg纳米磷酸铁锂、2 mg乙炔黑与2 mg 聚偏氟乙烯混匀，加入5mL DMSO继续搅拌4h得到正极涂布液；
第二步、将上述正极涂布液均匀涂布于市售铝制极耳的一端，涂布量4 mg，初步涂布并晾干后称重，若增重小于4 mg，则需再次涂布至4 mg，涂布了正极涂布液涂层211的铝极耳
21构成辅助电芯的正极，设计容量0.5 mAh；
（2）辅助电芯的构建
第一步、在已经完成组装的主电芯1背面布置步骤（1）中得到的铝极耳21与一只市售的镍极耳22作为辅助电芯的负极，两极耳间不接触；
第二步、用塑封机对主电芯1和辅助电芯2进行封装，充分真空干燥后转移至手套箱中，在封装体3内注入电解液并完全封住电池，此时电池共有4个极耳；
第三步、压板压紧电池，静置24 h；
（3）辅助电池充电与正极极片的封闭
第一步、将辅助电芯2的正、负极分别连接至恒压电源4，以3.7 V恒压充电至充电电流小于1 μA，约需充电15 h，共充不大于0.15 mAh电量（充入约0.15 mAh电量），如图2所示，此时辅助电芯2的镍负极22表面靠近正极的一侧镀上一层单质锂镀膜221，形成锂参比电极；
在镍极耳22表面有锂镀层形成的锂黑，即单质锂镀膜221，如图3镍极耳22照片所示；
第二步、封闭辅助电芯正极：用塑封机热压辅助电芯正极极片所在的位置，该极片周围的铝塑膜5粘合在一起，使其从电池的电解液中隔离，只留表面镀锂的辅助电芯负极极片在电解液中，作为参比电极。
10 MΩ，每次测量需接通电路约200 ms。以两秒为间隔连续测量并计数，见图5所示，得到该锂参比电极的寿命为约3.2万次。
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