特斯拉电池专利确定电解质降解程度 防止电池故障

据外媒报道，特斯拉加拿大电池研究小组申请了一项新专利，该专利提供了一种分析锂电池电解液的方法，可以帮助防止电池故障。此外，专利申请是由杰夫·达恩(Jeff Dahn)领导的特斯拉电池团队提交的。目前，Jeff Dahn的主要工作集中在提高锂电池的能量密度和耐用性上。今年早些时候，该研究小组还申请了电池技术专利。此次申请的专利名为“锂离子电池电解液浓度成分测量方法及系统”。该专利申请陈述:本发明提供了一种用于确定锂离子电池中电解质成分浓度的计算机实现的方法，该方法包括向光谱仪发送指令以捕获电解质溶液的光谱并产生信号，此外，该信号将被分析以确定光谱中的一个或多个光谱特征。该方法还包括准备对应于具有预定电解质成分浓度的溶液的光谱数据库，其中该数据库还包括每种溶液的多个光谱特征。此外，该方法将使用光谱数据库来进一步确定机器学习(ML)模型，该模型将用于确定样品溶液中电解质成分的浓度。此外，专利还指出了目前电解液存在的问题以及分析电解液状态的方法:锂离子电池尤其是高压电池失效的主要原因之一在于电解液的降解，尤其是充电电极上的电解液的降解。目前解决电池失效和电解液降解的主要方法集中在电极表面形成的由电解液降解产生的薄膜。这种薄膜在电解质溶液和电解质盐中包含化学物质，例如六氟磷酸锂(LiPF6)。LiPF6可以分解成氟化锂(LiF)和五氟化磷(PF5)，五氟化磷很容易水解成氢氟酸(HF)和三氟化磷氧化物(PF3O)。这两种水解产物在两个电极上都有很高的反应活性，在六氟磷酸锂溶液中不可避免地会存在，可能会对电极的性能产生不利影响。虽然有确定锂离子电池中电解质溶液和电解质盐六氟磷酸锂的机理的方法，但是没有廉价且准确的方法来表征电解质以确定电解质的降解程度。一般来说，电解质溶液的定量分析需要使用昂贵的分析工具，如核磁共振谱(NMR)、气相色谱-质谱(GS-MS)、高效液相色谱(HPLC)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)，并且还需要大量的时间进行分析。此外，一些分析功能甚至不能直接测量电解质成分的浓度。比如色谱中使用的检测器不能接触到六氟磷酸锂的高温降解产物，所以这类方法只能在去除电解液中的水溶性部分后，才能重点检测电解液中的有机成分。

据外媒报道，特斯拉加拿大电池研究小组申请了一项新专利，该专利提供了一种分析锂电池电解液的方法，可以帮助防止电池故障。此外，专利申请是由杰夫·达恩(Jeff Dahn)领导的特斯拉电池团队提交的。目前，Jeff Dahn的主要工作集中在提高锂电池的能量密度和耐用性上。今年早些时候，该研究小组还申请了电池技术专利。此次申请的专利名为“锂离子电池电解液浓度成分测量方法及系统”。该专利申请陈述:本发明提供了一种用于确定锂离子电池中电解质成分浓度的计算机实现的方法，该方法包括向光谱仪发送指令以捕获电解质溶液的光谱并产生信号，此外，该信号将被分析以确定光谱中的一个或多个光谱特征。该方法还包括准备对应于溶液的光谱数据库其中该数据库还包括每种溶液的多个光谱特征。此外，该方法将使用光谱数据库来进一步确定机器学习(ML)模型，该模型将用于确定样品溶液中电解质成分的浓度。此外，专利还指出了目前电解液存在的问题以及分析电解液状态的方法:锂离子电池尤其是高压电池失效的主要原因之一在于电解液的降解，尤其是充电电极上的电解液的降解。目前解决电池失效和电解液降解的主要方法集中在电极表面形成的由电解液降解产生的薄膜。这种薄膜在电解质溶液和电解质盐中包含化学物质，例如六氟磷酸锂(LiPF6)。LiPF6可以分解成氟化锂(LiF)和五氟化磷(PF5)，五氟化磷很容易水解成氢氟酸(HF)和三氟化磷氧化物(PF3O)。这两种水解产物在两个电极上都有很高的反应活性，在六氟磷酸锂溶液中不可避免地会存在，可能会对电极的性能产生不利影响。虽然有确定锂离子电池中电解质溶液和电解质盐六氟磷酸锂的机理的方法，但是没有廉价且准确的方法来表征电解质以确定电解质的降解程度。一般来说，电解质溶液的定量分析需要使用昂贵的分析工具，如核磁共振谱(NMR)、气相色谱-质谱(GS-MS)、高效液相色谱(HPLC)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)，并且还需要大量的时间进行分析。此外，一些分析功能甚至不能直接测量电解质成分的浓度。比如色谱中使用的检测器不能接触到六氟磷酸锂的高温降解产物，所以这类方法只能在去除电解液中的水溶性部分后，才能重点检测电解液中的有机成分。

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