构形成电池主体1，电池主体I密封在封装袋2中；工作电芯和辅助电芯均由正极片、负极片和位于正极片、负极片间的隔离膜组成；工作电芯还包括工作正极耳3和工作负极耳4，工作正极耳3和工作负极耳4自工作电芯同一侧引出；辅助电芯还包括辅助正极耳5和辅助负极耳6，辅助正极耳5和辅助负极耳6自辅助电芯同一侧引出；工作正极耳3、工作负极耳4自封装袋2 —侧引出，辅助正极耳5、辅助负极耳6自封装袋2相对另一侧引出。
[0028]工作正极片、工作负极片与辅助正极片、辅助负极片的尺寸相同；工作正极耳、工作负极耳与辅助正极耳、辅助负极耳的材质和尺寸相同。
[0029]工作正极片、辅助正极片同为磷酸亚铁锂、钴酸锂或镍钴锰酸锂材料等；工作负极片、辅助负极片同为石墨、软碳或硬碳材料等。
[0030]辅助电芯的负极片满电态时作为参比电极，代替了传统的金属锂片。
[0031]实施例2
[0032]本发明还提供了一种制备锂离子电池用三电极体系过程中形成的中间结构，包括实施例1的技术特征外，封装袋2在电池主体I旁边的区域形成气袋7。气袋7宽度与电池主体I宽度的比例为1:3?1:1。工作电芯的工作正极耳、工作负极耳以及辅助电芯的辅助正极耳、辅助负极耳密封处使用相同的封头和封装工艺。
[0033]实施例3锂离子电池用三电极体系的制备方法
[0034](I)向封装袋内注入电解液，静置8?24h。
[0035](2)同时对工作电芯和辅助电芯进行恒流恒压充电；以恒电流0.1?1.0C对工作电芯和辅助电芯进行丨旦流丨旦压充电；充电截止电压为3.65?4.5V，具体根据工作电芯、辅助电芯的正极片、负极片所用的活性物质而定；恒压阶段截止电流为0.01?0.05C。该状态下，辅助电芯的负极片即为参比电极，参比电极形成后，用绝缘胶带包住辅助正极耳5，用以避免辅助正极耳5和辅助负极耳6之间形成短路。
[0036](3)对实施例2的封装袋2的气袋7进行除气、并对封装袋2热压封边、切除气袋。热压温度为150?200°C，封装袋2封印宽度为4?10mm，封装袋2封印内侧距离电池主体I ?3mm ο
[0037]最终得到实施例1锂离子电池用三电极体系。
[0038]测试实验
[0039]对三电极体系进行测试:采用充放电设备的一个通道分别接工作正极耳和工作负极耳对工作电芯进行充放电，两对辅助电压线分别接工作正极耳和辅助负极耳(参比电极)、工作负极耳和辅助负极耳(参比电极)，每I?60s自动记录工作正极耳对工作负极耳电压、工作正极耳对参比电极电压、工作负极耳对参比电极电压。
[0040]以磷酸亚铁锂电池循环充放电(充电截止电压为3.65V，放电截止电压为2.0V)为例，图3、图4分别为工作电芯的正极和负极在循环初期、中期和后期的充放电曲线，可得到正极、负极在循环过程中的劣化信息。此外，根据直流内阻=电压差/电流差的计算公式，本发明所述三电极体系还能提供工作电芯正极和负极的直流内阻信息，图5为工作电芯在不同SOC状态下正极和负极的直流内阻变化情况。
[0041]以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种锂离子电池用三电极体系，其特征在于:包括工作电芯、辅助电芯和封装袋；所述工作电芯和辅助电芯呈上下叠放的结构形成电池主体，所述电池主体密封在封装袋中；所述工作电芯和辅助电芯均由正极片、负极片和位于正极片、负极片间的隔离膜组成；所述工作电芯还包括工作正极耳和工作负极耳，所述工作正极耳和工作负极耳自工作电芯同一侧引出；所述辅助电芯还包括辅助正极耳和辅助负极耳，所述辅助正极耳和辅助负极耳自辅助电芯同一侧引出；所述工作正极耳、工作负极耳自封装袋一侧引出，辅助正极耳、辅助负极耳自封装袋相对另一侧引出。2.根据权利要求1所述的锂离子电池用三电极体系，其特征在于:所述辅助电芯的负极片满电态时作为参比电极。3.根据权利要求1所述的锂离子电池用三电极体系，其特征在于:所述工作正极片、工作负极片与辅助正极片、辅助负极片的尺寸相同；工作正极耳、工作负极耳与辅助正极耳、辅助负极耳的材质和尺寸相同。4.根据权利要求1所述的锂离子电池用三电极体系，其特征在于:所述工作正极片、辅助正极片同为磷酸亚铁锂、钴酸锂或镍钴锰酸锂材料；所述工作负极片、辅助负极片同为石墨、软碳或硬碳材料。5.根据权利要求1所述的锂离子电池用三电极体系，其特征在于:所述封装袋在电池主体旁边的区域形成气袋。6.根据权利要求5所述的锂离子电池用三电极体系，其特征在于:所述气袋宽度与电池主体宽度的比例为1:3?1:1。7.—种锂离子电池用三电极体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:(1)向封装袋内注入电解液，静置8?24h ; (2)同时对工作电芯和辅助电芯进行恒流恒压充电；(3)对封装袋的气袋进行除气、并对封装袋热压封边、切除气袋。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:以恒电流0.1?1.0C对工作电芯和辅助电芯进行恒流恒压充电；充电截止电压为3.65?4.5V ;恒压阶段截止电流为0.01?0.05Co9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:所述热压温度为150?200°C，封装袋封印宽度为4?10mm，封装袋封印内侧距离电池主体I?3mm。10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:辅助电芯充满电后，用绝缘胶带包住辅助正极耳。
【专利摘要】本发明提供一种锂离子电池用三电极体系，包括工作电芯、辅助电芯和封装袋；工作电芯和辅助电芯呈上下叠放的结构形成电池主体，电池主体密封在封装袋中；工作电芯和辅助电芯均由正极片、负极片和位于正极片、负极片间的隔离膜组成；工作电芯还包括工作正极耳和工作负极耳，工作正极耳和工作负极耳自工作电芯同一侧引出；辅助电芯还包括辅助正极耳和辅助负极耳，辅助正极耳和辅助负极耳自辅助电芯同一侧引出；工作正极耳、工作负极耳自封装袋一侧引出，辅助正极耳、辅助负极耳自封装袋相对另一侧引出。本发明的锂离子电池用三电极体系结构简单、密封性好、准确度高、实用性广。
【IPC分类】H01M2/26, H01M10/0525, H01M10/058
【公开号】CN105206867
【申请号】CN201510648660
【发明人】何见超, 赵钱, 冯树南, 从长杰, 王驰伟
【申请人】天津市捷威动力工业有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月9日