一种锂离子电池析锂检测方法技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池析锂检测方法。所述锂离子电池析锂检测方法包括：对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤，直至所述锂离子电池的电压达到设定电压，N为大于或等于充电阈值次数的整数；在所述对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤的过程中获取每一次充电步骤中锂离子电池的等效直流内阻；获取第一次充电步骤至第N次充电步骤中，锂离子电池的等效直流内阻随荷电状态的第一变化曲线；对所述第一变化曲线求导得到第二变化曲线，所述第二变化曲线的自变量为荷电状态，所述第二变化曲线的因变量为等效直流内阻的变化率；根据所述第二变化曲线判断锂离子电池的析锂情况。本发明专利技术可以判断析锂与否以及发生析锂的时刻。生析锂的时刻。生析锂的时刻。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池析锂检测方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池析锂检测方法。

技术介绍

[0002]近年来，锂离子电池由于重量轻、能量密度高、使用寿命长等优点，在电动汽车中广泛应用。在不断追求续航能力的同时，人们对快充性能提出了更高的要求。然而，锂离子电池仍存在各种老化机制，如析锂、固体电解质界面(SEI)膜生长和正极活性材料损失等，加速电池容量衰减，还可能引发安全问题。以石墨为负极的锂离子电池中，析锂是最严重的老化过程之一。析出的锂与电解液反应，生成副产物使SEI膜变厚，导致容量损失。另一方面，析出的金属锂还可能生长为锂枝晶，锂枝晶不断生长可能刺穿隔膜，造成内部短路，引发热失控。
[0003]目前析锂检测分为有损检测和无损检测分析。有损分析主要是指将电池拆解后对负极极片进行肉眼观察或物化表征，包括光学显微镜、扫描显微镜、透射显微镜、XRD、氧化物滴定和核磁共振等。拆解方法对周围环境的水氧要求很高，并且极片拆解后放置一段时间表面性质会发生变异，可能导致测试结果不准确。当充电结束，一部分析锂可逆回嵌入石墨负极，这部分析锂通过拆解法是检测不到的。无损析锂分析不需要进行拆解，对电池无不可逆损坏，外部环境的水氧含量对测试结果没有影响。目前无损析锂方法包括断层成像、测量厚度法、电压驰豫法、微分容量法等。现有技术提供了一种电芯厚度随时间变化来判断析锂的方法。但是电芯厚度的影响因素不仅仅只有析锂，产气、电解液干涸和极片膨胀对电芯厚度的影响更大，用此析锂检测方法误差较大。现有技术还提供了一种监控电池在充电完成后电压随时间变化曲线判断是否析锂。但这种方法在充电后需要静置超过2
‑
4小时，静置过程的时间很长，影响测试效率，用此方法检测析锂的分辨率不够。上述方法都属于无损析锂，在不拆解电池的情况下，对电芯的厚度或电学参数进行检测，获取析锂信号，但属于非原位析锂检测，只能判定这一过程有没有发生析锂，无法定位析锂何时发生。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有析锂检测无法定位析锂发生的时刻的缺陷，进而提供一种锂离子电池析锂检测方法。
[0005]本专利技术提供一种锂离子电池析锂检测方法，包括：对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤，直至所述锂离子电池的电压达到设定电压，N为大于或等于充电阈值次数的整数；在所述对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤的过程中获取每一次充电步骤中锂离子电池的等效直流内阻；获取第一次充电步骤至第N次充电步骤中，锂离子电池的等效直流内阻随荷电状态的第一变化曲线；对所述第一变化曲线求导得到第二变化曲线，所述第二变化曲线的自变量为荷电状态，所述第二变化曲线的因变量为等效直流内阻的变化率；根据所述第二变化曲线判断锂离子电池的析锂情况，当所述第二变化曲线不存在极大值时，则判断锂离子电池不存在析锂现象；当所述第二变化曲线存在极大
值时，则判断锂离子电池存在析锂现象。
[0006]可选的，根据所述第二变化曲线判断锂离子电池的析锂情况还包括：判断所述锂离子电池充电至所述第二变化曲线的极大值对应的荷电状态时，为所述锂离子电池发生析锂的时刻。
[0007]可选的，所述获取每一次充电步骤中锂离子电池的等效直流内阻的步骤包括：获取每一次充电步骤中所述锂离子电池的电压变化量和电流变化量，将每一次所述电压变化量与所述电流变化量的比值作为对应的该次充电步骤中所述锂离子电池的等效直流内阻。
[0008]可选的，所述电压变化量的采集精度为
±
10mV，所述电流变化量的采集精度为
±
6mA。
[0009]可选的，所述对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤包括：在所述对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤的每一次充电过程中，将所述锂离子电池以预设充电倍率进行恒流充电，直至荷电状态变化量达到预设荷电状态变化量。
[0010]可选的，所述预设荷电状态变化量为0.1％～10％。
[0011]可选的，所述预设充电倍率为0.1C～5C。
[0012]可选的，所述对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤的过程中，还包括：在第j次充电步骤与第j+1次充电步骤之间进行第j次静置处理，j为大于或等于1且小于或等于N
‑
1的整数；在第N次充电步骤之后，进行第N次静置处理；获取第j次充电步骤中锂离子电池的等效直流内阻的步骤在第j次静置处理的过程中进行，获取第N次充电步骤中锂离子电池的等效直流内阻的步骤在第N次静置处理的过程中进行。
[0013]可选的，所述第j次静置处理的时间为0.1秒～3秒；所述第N次静置处理的时间为0.1秒～3秒。
[0014]可选的，所述对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤的过程中，所述锂离子电池的电芯的温度范围为预设测试温度
±
2℃；所述第j次静置处理的过程中锂离子电池的电芯的温度范围为预设测试温度
±
2℃；所述第N次静置处理的过程中锂离子电池的电芯的温度范围为预设测试温度
±
2℃。
[0015]可选的，所述设定电压为所述锂离子电池的充电截止电压。
[0016]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0017]本专利技术提供一种锂离子电池析锂检测方法，包括：对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤，直至所述锂离子电池的电压达到设定电压，N为大于或等于充电阈值次数的整数；在所述对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤的过程中获取每一次充电步骤中锂离子电池的等效直流内阻；获取第一次充电步骤至第N次充电步骤中，锂离子电池的等效直流内阻随荷电状态的第一变化曲线；对所述第一变化曲线求导得到第二变化曲线，所述第二变化曲线的自变量为荷电状态，所述第二变化曲线的因变量为等效直流内阻的变化率；根据所述第二变化曲线判断锂离子电池的析锂情况，当所述第二变化曲线不存在极大值时，则判断锂离子电池不存在析锂现象；当所述第二变化曲线存在极大值时，则判断锂离子电池存在析锂现象，且判断所述锂离子电池充电至所述第二变化曲线的极大值对应的荷电状态时，为所述锂离子电池发生析锂的时刻。本专利技术提供的锂离子电池析锂检测方法不仅可以判断是否存在析锂，还可以简单高效的判断出析锂发生的时刻，良好适用于各种已知第二变化曲线的形态，应用范围广，避免了人为观测带来的主观检测
误差。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例锂离子电池析锂检测方法的流程示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例1的第一变化曲线；
[0021]图3为本专利技术实施例1的第二变化曲线；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，包括：对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤，直至所述锂离子电池的电压达到设定电压，N为大于或等于充电阈值次数的整数；在所述对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤的过程中获取每一次充电步骤中锂离子电池的等效直流内阻；获取第一次充电步骤至第N次充电步骤中，锂离子电池的等效直流内阻随荷电状态的第一变化曲线；对所述第一变化曲线求导得到第二变化曲线，所述第二变化曲线的自变量为荷电状态，所述第二变化曲线的因变量为等效直流内阻的变化率；根据所述第二变化曲线判断锂离子电池的析锂情况，当所述第二变化曲线不存在极大值时，则判断锂离子电池不存在析锂现象；当所述第二变化曲线存在极大值时，则判断锂离子电池存在析锂现象。2.如权利要求1所述的锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，根据所述第二变化曲线判断锂离子电池的析锂情况还包括：判断所述锂离子电池充电至所述第二变化曲线的极大值对应的荷电状态时，为所述锂离子电池发生析锂的时刻。3.如权利要求1所述的锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，所述获取每一次充电步骤中锂离子电池的等效直流内阻的步骤包括：获取每一次充电步骤中所述锂离子电池的电压变化量和电流变化量，将每一次所述电压变化量与所述电流变化量的比值作为对应的该次充电步骤中所述锂离子电池的等效直流内阻。4.如权利要求3所述的锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，所述电压变化量的采集精度为
±
10mV，所述电流变化量的采集精度为
±
6mA。5.如权利要求1所述的锂离子电池析锂检测方法，其特征在于，所述对锂离子电池进行第一次充电步骤至第N次充电步骤包括：在所述对锂离子电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴惠，魏臻，徐中领，
申请(专利权)人：欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：发明
国别省市：