一种锂电池失效的分析方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池失效的分析方法，属于锂离子电池技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池失效的分析方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂电池失效的分析方法
。

技术介绍

[0002]近年来随着电动汽车的快速发展，锂电池作为新能源电动车的能量来源在电动车体系内担任着举足轻重的地位，电动车的效率和安全性极大的吸引了人们的目光
。
然而，在电动车的行驶中，电池的老化仍是一个棘手的问题，而且电池的老化过程相当的复杂，电池的能量损失并不是单一因素造成的，而是由很多不同的条件导致的，比如：放电深度，充放电速率，工作环境温度等等
。
电池的失效也不仅仅是某一部分的失效，正负极的老化程度也是天差地别的
。
[0003]一般来说，一些瞬态的信息例如充电状态
(SOC)
显示了电池现时条件下的可用能量，电池的健康状态
(SOH)
则表示电池的衰减量
。
这些瞬态的信息都可以评估电池的现在工作状况，同样的，电池的电化学阻抗
(EIS)
也可以用来评估电池的健康状态，但阻抗的分析一般只停留在观测阻值的变化而没有对它进行深入的分析，因此，深入剖析阻抗的变化并从中了解到电池各个部分的衰减情况是至关重要的
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种锂电池失效的分析方法，其通过阻抗来了解锂电池具体失效方式，以减少现有技术中对锂电池失效原理分析直接拆解电池所造成的损失问题，为电池容量和提高对环境温度的适应性做出一些研究
。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种锂电池失效的分析方法，其通过阻抗来研究锂电池具体失效方式，所述方法包括：
[0007]S1.
获取失效锂电池经历不同循环圈数的电池交流阻抗数据和电池未循环时的初始交流阻抗数据；
[0008]S2.
根据所述失效锂电池的交流阻抗数据进行数据拟合得出阻抗值
R
s
、R
SEI
、R
ct
、Y0；
[0009]S3.
根据所述失效锂电池的阻抗值进行失效占比含量计算，确定所述失效锂电池在循环过程中电池失效的主要原因
。
[0010]进一步的，所述锂电池为
LiMn2O4：
LiNi
0.5
Co
0.2
Mn
0.3
O2＝
1:1
正极
+
石墨负极锂电池
。
[0011]进一步的，所述
R
s
为阻抗曲线与
X
轴的交点，
R
SEI
为第一个半圆直径，
R
ct
为第二个半圆直径，
Y0为低频的瓦尔堡
(Warburg)
阻抗
。
[0012]进一步的，所述失效锂电池的获取方法为：
[0013]在常温
(25
‑
30℃)、45℃
和
‑
10℃
分别对三颗电池进行
0.5C
充电～
1C
放电
(
最低放电终止电压
2.7V
～最高充电终止电压
4.2V)
循环
,
当电池容量衰减到初始容量的
80
％时停止，即获得失效锂电池
。
[0014]进一步的，所述锂电池的各种失效模式的占比含量及其占总失效的含量计算公式分别为：
[0015][0016][0017][0018]Total
n
＝
CL
n
+LLI
n
+LAM
n
[0019][0020][0021][0022]其中
R
s
、R
SEI
、R
ct
和
Y0是通过
ZSimpWin
软件拟合阻抗数据得出来得结果；
CL
是电导率的损失；
LLI
是锂离子的损耗；
LAM
是活性物质的损失；
n
为循环次数，下标
RP(relative portion)
，相对部分
。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术提供了一种锂电池失效的分析方法，其中，锂电池为
LiMn2O4：
LiNi
0.5
Co
0.2
Mn
0.3
O2＝
1:1
正极
+
石墨负极锂电池
。
本专利技术根据失效锂电池的交流阻抗数据拟合出四个阻抗值，根据四个阻抗值计算出不同失效模式的失效占比，通过数据可以分析失效电池在不同温度下循环电池失效的原因，得出
LiMn2O4：
LiNi
0.5
Co
0.2
Mn
0.3
O2＝
1:1
正极
+
石墨负极锂电池的失效是锂离子的损耗
、
电导率的损失和活性物质的损失共同造成的，其中主要的失效原因是锂离子的损耗
。
本专利技术用无损的方法对失效锂电池进行失效原理分析，为电池容量和提高对环境温度的适应性做出一些研究
。
附图说明
[0025]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明
。
[0026]图1是本专利技术实施例1中锂电池失效分析方法的流程图；
[0027]图2是本专利技术实施例1中失效电池在不同温度下充放电的循环次数与电池容量的关系曲线图；
[0028]图3是本专利技术实施例1中失效电池的交流阻抗图；
[0029]图4是本专利技术实施例1中不同温度下的锂电池的
R
s
、R
SEI
、R
ct
和
Y0随着循环圈数变化的示意图；
[0030]图5是本专利技术实施例1中不同温度下的锂电池的不同的失效模式随着循环圈数变化的示意图；
[0031]图6是本专利技术实施例1中不同温度下的锂电池的不同失效模式的相对占比示意图
。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0033]实施例1[0034]一种锂电池失效的分析方法
,
分析方法流程图如图1所示，本案例中锂电池为
LiMn2O4：
LiNi...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂电池失效的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.
获取失效锂电池经历不同循环圈数的电池交流阻抗数据和电池未循环时的初始交流阻抗数据；
S2.
根据失效锂电池的交流阻抗数据进行数据拟合得出阻抗值
R
s
、R
SEI
、R
ct
、Y0；
S3.
根据失效锂电池的阻抗值进行失效占比含量计算，确定锂电池在循环过程中电池失效的原因
。2.
根据权利要求1所述的一种锂电池失效的分析方法，其特征在于，所述锂电池为
LiMn2O4：
LiNi
0.5
Co
0.2
Mn
0.3
O2＝
1:1
正极
+
石墨负极锂电池
。3.
根据权利要求1所述的一种锂电池失效的分析方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀芳，朱海宝，马军，倪丽萍，陈建利，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：