本申請涉及電池，尤其涉及一種金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法及金屬電池的測試方法。
背景技術(shù)：
1、隨著全球?qū)δ芰棵芗蛢δ苄枨蟮脑龃?，發(fā)展更高能量密度、更長循環(huán)壽命、更安全的儲能器件已成為電池發(fā)展的重要目標(biāo)。其中，鋰離子電池因其較高的能量密度、優(yōu)異的循環(huán)性能且無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)占據(jù)了主流儲能市場并廣泛應(yīng)用于可移動電子設(shè)備、電動汽車、儲能電站等。目前鋰離子電池的能量密度可以達(dá)到250?wh/kg，但是仍比汽油的能量密度低了約一個數(shù)量級，而基于金屬負(fù)極的金屬電池相較于傳統(tǒng)的鋰離子電池在能量密度方面存在著極大的優(yōu)越性。以鈉金屬電池為例：其具有極高的理論比容量，約1166mah/g和較低的電化學(xué)電位，相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極約為-2.71v。
2、金屬電池的電化學(xué)儲能機(jī)制與鋰離子電池存在著本質(zhì)區(qū)別，在循環(huán)過程中負(fù)極表面常常會發(fā)生不平整沉積，導(dǎo)致其循環(huán)性能較差。因此在研發(fā)及生產(chǎn)過程中一般需要拆解電池進(jìn)行負(fù)極界面判定，以此評估負(fù)極金屬沉積形貌等沉積情況對電池性能的影響。
3、然而目前均是采用直接將負(fù)極極片和隔膜進(jìn)行拆解分離的方法，該方法會出現(xiàn)負(fù)極金屬的沉積形貌破壞的問題，從而影響對金屬電池的負(fù)極界面上的金屬沉積情況的判斷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此，本申請有必要提供一種金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，其可以降低金屬粘連和氧化發(fā)黑風(fēng)險，改善剝離所得負(fù)極極片的金屬層的沉積形貌完整性，有利于提高對金屬電池的負(fù)極界面上的金屬沉積情況的判斷的準(zhǔn)確性。此外還提供了一種金屬電池的測試方法。
2、本申請的第一方面，提供了一種金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，包括如下步驟：
3、將金屬電池進(jìn)行拆解，得到表面含有隔膜的負(fù)極極片；所述負(fù)極極片包括活性金屬層；
4、將處理液施加至所述表面含有隔膜的負(fù)極極片，使所述處理液至少作用于所述活性金屬層和所述隔膜之間的界面；
5、將所述負(fù)極極片與所述隔膜剝離；
6、其中，所述處理液包含有極性非質(zhì)子溶劑，所述極性非質(zhì)子溶劑在25℃的介電常數(shù)≥7，所述極性非質(zhì)子溶劑相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的標(biāo)準(zhǔn)還原電位＜-1.1v。
7、上述金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，處理液中的極性非質(zhì)子溶劑具有良好的溶解粘結(jié)劑的作用，且極性非質(zhì)子溶劑具有特定的介電常數(shù)和還原電位，其基本不具與活性金屬反應(yīng)活性進(jìn)而不會與負(fù)極極片的活性金屬層反應(yīng)或反應(yīng)程度較低，將含有極性非質(zhì)子溶劑的處理液施加并作用于活性金屬層和隔膜之間的界面，可以使活性金屬層和隔膜之間的界面粘結(jié)力下降，降低金屬粘連在隔膜上的概率以及氧化變黑的風(fēng)險，改善剝離所得負(fù)極極片的活性金屬層的沉積形貌完整性，有利于提高對金屬電池的負(fù)極界面上的金屬沉積情況的判斷的準(zhǔn)確性。
8、在其中一些實(shí)施方式中，施加所述處理液包括如下步驟：將所述處理液自所述隔膜所在一側(cè)施加至所述表面含有隔膜的負(fù)極極片，使所述處理液浸潤至所述活性金屬層和所述隔膜之間的界面。該施加方式便于操作和控制，同時便于控制處理液的施加量，且不容易導(dǎo)致金屬層表面脫落，進(jìn)一步改善剝離所得負(fù)極極片的金屬層的沉積形貌完整性。
9、在其中一些實(shí)施方式中，所述處理液的施加方式包括噴灑、噴淋和滴加中的一種或多種。這些方式便于控制施加位置和施加量。
10、在其中一些實(shí)施方式中，所述極性非質(zhì)子溶劑在25℃的介電常數(shù)為7~50；及/或，
11、所述極性非質(zhì)子溶劑相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的標(biāo)準(zhǔn)還原電位為-1.15v至-3v；及/或，
12、所述極性非質(zhì)子溶劑在25℃的二甲基亞砜中的pka≥25。
13、如此極性非質(zhì)子溶劑與粘結(jié)劑具有更好的溶解作用。
14、控制極性非質(zhì)子溶劑在25℃的二甲基亞砜中的pka≥25，即控制其酸性較低，即控制極性非質(zhì)子溶劑的結(jié)構(gòu)中的氫不與活性金屬層中的金屬反應(yīng)或與活性金屬層中的金屬反應(yīng)活性較低。
15、在其中一些實(shí)施方式中，所述極性非質(zhì)子溶劑包括酰胺類溶劑和醚類溶劑中的一種或多種。
16、在其中一些實(shí)施方式中，所述酰胺類溶劑包括n-n二甲基乙酰胺；及/或，
17、所述醚類溶劑包括四氫呋喃和1,3-二氧戊環(huán)中的一種或多種。
18、在其中一些實(shí)施方式中，所述處理液的施加量以所述極性非質(zhì)子溶劑的質(zhì)量計(jì)，相對于所述表面含有隔膜的負(fù)極極片的面積，所述極性非質(zhì)子溶劑的平均施加量為≥0.04g/cm2。通過控制極性非質(zhì)子溶劑的平均施加量，可使施加量適中，既能降低界面粘結(jié)力，又不容易導(dǎo)致金屬層表面脫落，如此提高剝離所得負(fù)極極片的金屬層的沉積形貌完整性。
19、在其中一些實(shí)施方式中，在施加所述處理液之后且將所述負(fù)極極片與所述隔膜剝離之前，還包括靜置浸潤的步驟；
20、所述靜置浸潤的時間≥3min。
21、控制靜置浸潤的時間可兼顧處理液的浸潤充分性，使隔膜和金屬層之間有效分離，同時減少鈉、鋰金屬被空氣氧化，盡量提高剝離所得負(fù)極極片的金屬層的原始沉積形貌。
22、在其中一些實(shí)施方式中，所述活性金屬層包括金屬鈉層、金屬鋰層和金屬鋅層中的一種。
23、在其中一些實(shí)施方式中，所述隔膜包括基膜和設(shè)于所述基膜上的涂層，所述涂層中含有粘結(jié)劑；所述粘結(jié)劑包括聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸和聚氧化乙烯中的一種或多種。
24、在其中一些實(shí)施方式中，所述粘結(jié)劑包括聚偏二氟乙烯，所述極性非質(zhì)子溶劑包括酰胺類溶劑；或者，
25、所述粘結(jié)劑包括聚丙烯酸和聚氧化乙烯中的一種或多種，所述極性非質(zhì)子溶劑包括醚類溶劑。
26、針對隔膜的涂層中包含的粘結(jié)劑的種類不同，采用特定的溶劑進(jìn)行處理，可進(jìn)一步提高對粘結(jié)劑的溶解性能，進(jìn)而提高負(fù)極極片和隔膜之間的剝離效率。
27、本申請第二方面，提供了一種金屬電池的測試方法，包括如下步驟：
28、對待測試的金屬電池采用本申請第一方面提供的所述的金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法進(jìn)行剝離，得到所述負(fù)極極片；
29、對所述負(fù)極極片的活性金屬層進(jìn)行形貌分析。
30、上述金屬電池的測試方法，采用的負(fù)極極片的剝離方法降低了金屬粘連在隔膜上的概率，改善剝離所得負(fù)極極片的活性金屬層的沉積形貌完整性，有利于提高負(fù)極極片的活性金屬層形貌分析的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高對金屬電池的負(fù)極界面上的金屬沉積情況的判斷的準(zhǔn)確性。
1.一種金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，其特征在于，施加所述處理液包括如下步驟：將所述處理液自所述隔膜所在一側(cè)施加至所述表面含有隔膜的負(fù)極極片，使所述處理液浸潤至所述活性金屬層和所述隔膜之間的界面。
3.如權(quán)利要求2所述的金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，其特征在于，所述處理液的施加方式包括噴灑、噴淋和滴加中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，其特征在于，所述極性非質(zhì)子溶劑在25℃的介電常數(shù)為7~50；及/或，
5.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，其特征在于，所述極性非質(zhì)子溶劑包括酰胺類溶劑和醚類溶劑中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求5所述的金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，其特征在于，所述酰胺類溶劑包括n-n二甲基乙酰胺；及/或，
7.如權(quán)利要求1至3、6任一項(xiàng)所述的金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，其特征在于，所述處理液的施加量以所述極性非質(zhì)子溶劑的質(zhì)量計(jì)，相對于所述表面含有隔膜的負(fù)極極片的面積，所述極性非質(zhì)子溶劑的平均施加量為≥0.04g/cm2。
8.如權(quán)利要求1至3、6任一項(xiàng)所述的金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，其特征在于，在施加所述處理液之后且將所述負(fù)極極片與所述隔膜剝離之前，還包括靜置浸潤的步驟；
9.如權(quán)利要求1至3、6任一項(xiàng)所述的金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，其特征在于，所述活性金屬層包括金屬鈉層、金屬鋰層和金屬鋅層中的一種。
10.如權(quán)利要求1至3、6任一項(xiàng)所述的金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，其特征在于，所述隔膜包括基膜和設(shè)于所述基膜上的涂層，所述涂層中含有粘結(jié)劑；所述粘結(jié)劑包括聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸和聚氧化乙烯中的一種或多種。
11.如權(quán)利要求10所述的金屬電池中負(fù)極極片的剝離方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑包括聚偏二氟乙烯，所述極性非質(zhì)子溶劑包括酰胺類溶劑；或者，
12.一種金屬電池的測試方法，其特征在于，包括如下步驟：