(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111478877.8 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 上海空间电源研究所 地址 200245 上海市闵行区东川路2 965号 (72)发明人 宋缙华　丰震河　张兴浩　杨炜婧　 郭向飞　顾海涛　王可　解晶莹　 (74)专利代理 机构 中国航天科技专利中心 11009 代理人 范晓毅 (51)Int.Cl. G01R 31/382(2019.01) H01M 4/38(2006.01) H01M 4/48(2010.01) H01M 4/139(2010.01) H01M 4/1395(2010.01)H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 全电池及基于全电池的硅基材料本征循环 稳定性评价方法 (57)摘要 本发明公开了一种 “背对背”结构的全电池， 包括背对背的2个扣式半电池以及位于2个扣式 半电池背与背之间的参比电极极耳， 本发明的全 电池能够模拟硅基负极材料在全电池中的工作 模式， 同时， 在全电池内部存在过量锂源， 能够实 现循环过程中活性锂的实时补偿， 剔除活性锂损 失对硅基电池循环性能的影响， 另外， 通过在电 池中间引出参比电极极耳， 可以原位监测循环过 程中正、 负极对锂的电位变化， 单独研究硅基负 极材料在 充放电过程中的本征稳定性； 本发明还 公开了一种基于全电池的硅基材料本征循环稳 定性的评价方法， 制备方法简单， 试验周期短， 能 够实现硅 基材料循环稳定性的快速 评价。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114280482 A 2022.04.05 CN 114280482 A 1.一种全电池， 其特征在于， 包括第一扣式半电池、 第二扣式半电池和参比电极极耳， 第一扣式半电池包含正极极片(14)和第一金属锂片(12)， 第二扣式半电池包括负极极片 (24)和第二金属锂片(22)， 第一扣式半电池的背面和第二扣式半电池的背面相 对， 参比电 极极耳位于第一扣式半电池的背面和 第二扣式半电池的背面之 间， 并与作为参比电极的第 一金属锂片(12)和第二金属锂片(22)联接； 第一扣式半电池的正面和第二扣式半电池的正 面分别为全电池的正极和负极； 第二扣式半电池中用于制备负极极片(2 4)的负极浆料包括 硅基材料。 2.根据权利要求1所述的一种全电池， 其特征在于， 第一扣式半电池还包括第一壳盖 (15)， 第一隔膜(13)和第一壳底(11)， 第二扣式半电池还包括第二壳盖(25)， 第二隔膜(23) 和第二壳底(21)； 第一扣式半电池由正面到背面顺序排列第一 壳盖(15)， 正极极片(14)， 第一隔膜(13)， 第一金属锂片(12)和第一壳底(1 1)； 第二扣式半电池由正面到背面顺序排列第二 壳盖(25)， 负 极极片(24)， 第二隔膜(23)， 第二金属锂片(2 2)和第二壳底(21)。 3.根据权利要求1或2所述的一种全电池， 其特征在于， 还包括第 一绝缘膜(4)和第二绝 缘膜(5)， 第一绝缘膜(4)贴于第一扣式半电池的背面， 第二绝缘膜(5)贴于第二扣式半电池 的背面， 参比电极极耳(3)夹于第一绝缘膜(4)和第二绝缘膜(5)之间； 所述第一绝缘膜(4) 和第二绝缘膜(5)均为环形； 正极极片(14)、 负极 极片(24)、 第一隔膜(13)和第二隔膜(23)上 添加有电解液。 4.根据权利要求1所述的一种全电池， 其特征在于， 所述硅基材料包括硅碳， 硅氧或纳 米硅中的一种或一种以上混合物， 还包括硅碳， 硅氧或纳米硅中的一种或一种以上混合物 与石墨形成的混合物。 5.根据权利 要求1所述的一种全电池， 其特征在于， 所述正极极片(14)和负极极片(24) 的N/P比为1.0～1.8。 6.根据权利要求1所述的一种全电池， 其特征在于， 所述参比电极极耳为镍带， 不锈钢 带， 铜带或银 带中的一种。 7.根据权利要求1所述的一种全电池， 其特征在于， 所述负极极片(24)的制备方法为， 将硅基材料、 导电剂和粘结剂在溶剂 中混合均匀制得负极浆料， 将负极浆料涂覆于集流体 铜箔上， 经烘烤、 真空干燥制备 得负极极片。 8.一种基于全电池的硅基材料本征循环稳定性的评价方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1制作权利要求1 ‑7任一项所述的全电池； S2对全电池进行循环性能测试， 记录每周循环的放电容量Q， 以及放电过程中电池负极 与参比电极之间的电位 值VN； S3根据每周循环的放电容量Q以及电位值VN得到容量微分曲线， 所述容量微分曲线以Q 为X轴数据， dQ/dVN为Y轴数据； S4根据每周循环的放电容 量Q计算全电池的放电容 量保持率； S5根据步骤S3所得容量微分曲线和S4所得放电容量保持率评价硅基材料在全电池工 作状态下的本征循环稳定性。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114280482 A 29.根据权利要求8所述的一种基于全电池的硅基材料本征循环稳定性的评价方法， 其 特征在于， 所述步骤S5中， 根据步骤S3所得容量微分曲线图中出现的相变峰得到硅基材料 在放电过程中的电化学反应相变容 量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114280482 A 3