三电极方法如何测试评价锂电池的快充倍率？

利用三电极体系可以全面、原位地分析电池在不同工况下的电化学行为。

在电池预充化成过程中，通过引入参比电极可以得到正负极各自相对于一个稳定的基准电极的电压变化，实现对电池内部电化学反应的原位检测。在进行倍率充放电时，中值电压会随着充放电倍率的增大而降低，三电极体系的应用可以很好地分析正负极各自的极化程度，有针对性地提出性能改善方法。

本文采用锂片或镀锂后的铜丝作为参比电极，通过电化学测试研究电池内部各电极在充放电过程中的电化学行为。实验选择了三款石墨负极材料进行对比分析，因为材料粒径、颗粒形貌及碳包覆处理对石墨材料的动力学性能影响较大。

实验结果显示，C款石墨负极材料倍率充电性能更好，小粒径及碳包覆处理有利于提升石墨的动力学性能，降低负极析锂风险。引入参比电极监控电池在充电过程中负极的真实电位，若负极最低电位达到0V或以下，即可判定存在析锂风险。

实验还针对析锂风险最大的A组电池进行分步阶梯充电研究，电流依次为1.2C、0.8C、0.3C，测试结果显示，采用不同电流阶梯分步充电，整体充电时长为63min，与采用常规1C恒流恒压充电所需时间基本一致；充电末端负极电位为0.0727V，高于析锂电位0V，降低了负极析锂风险，因此采用此充电方法可在不增加充电时长的同时又能保证充电效果及电池性能。

综上所述，三电极方法对锂离子电池充电制度研究、负极石墨材料动力学性能评价及材料体系选型、锂离子电池失效分析具有重要的指导意义。