一种锂电池气密均匀性的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂电池检测技术领域，具体涉及一种锂电池气密均匀性的检测方法。
【背景技术】
[0002]锂电池的广泛应用大大造福了人们的日常生活，其安全性能越来越受到广泛关注。目前商品化的锂电池大多使用易燃的有机电解液，具有潜在的危险性，如:可燃性、易着火性和可爆炸性。在设计或者制造中，如果存在一些潜在的结构缺陷，就可能造成严重的安全事故，即使是小的手机电池也可能引发火灾甚至爆炸，对于以锂电池作为动力源的电动汽车，安全问题更加需要重视。然而近年来，锂电池可靠性能的相关检验方法几乎一成不变，“检不出、检不准、检不快”的问题在锂电池安全性能检验领域尤其突出。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种能够对锂电池进行快速检测的锂电池气密均匀性的检测方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
一种锂电池气密均匀性的检测方法，包括以下步骤:
(1)将二个超音波探头分别贴附于一锂电池的二侧；利用超音波探头对该锂电池传递一非破坏性的检测超音波信号，并由该二个超音波探头感测来自该锂电池的一共振压力波信号，该检测超音波信号系经穿透及反射于该锂电池中；
(2)根据多孔介质均匀化理论简化所述锂电池中电极的复杂孔隙结构，建立锂电池在工作过程中遵循的电荷守恒模型、质量守恒模型和电化学反应动力学模型，根据模型仿真锂离子电池在充电与过充电过程中的电性能与电化学性能，判断锂电池的气密性；
(3)若锂电池的气密性合格，则向锂电池的阳极和阴极通入等压的反应气体对电池进行活化，同时检测每一节单池的电性能与电化学性能；若锂电池的气密性不合格，则可判断锂电池内部存在不均匀的缺陷；
(4)通过反应气体之后的电性能和电化学性能与锂电池标准电性能和电化学性能进行比较，判断电池组内膜电极性能均匀性；
若反应气体之后的电性能和电化学性能与锂电池标准电性能和电化学性能处于标准范围差内，则判断锂电池内部符合均匀性的要求；若否，则判断锂电池不符合安均匀性的要求。
[0005]进一步的，所述步骤(2)包括以下步骤:
(2A)根据电化学反应以及熵变化所产生的电池内能变化，建立锂电池工作过程中的的热学模型，对所述锂电池的产热过程进行三维仿真，获取温度变化仿真曲线；
(2B)对所述锂电池进行充电与过充电，测量在充电与过充电过程中所述锂电池实际的温度变化曲线以及电压变化曲线；
(2C)设定热电检测中的温度阈值与电压阈值，将所述温度变化曲线与所述温度阈值及所述温度变化仿真曲线比较，并将所述电压变化曲线与所述电压阈值比较，检测锂电池的气密性。
[0006]由上述技术方案可知，本发明通过对电池组内单节电池性能均匀性和气密性的检测，可以评价电池组内部匹配是否合适、批量制备膜电极工艺的有效性、膜电极性能的重现性以及该批膜电极能否满足应用要求等，缩减了锂电池安全性能的检测步骤，提高了电池的检测效率。
【具体实施方式】
[0007]—种锂电池气密均匀性的检测方法，包括以下步骤:
51:将二个超音波探头分别贴附于一锂电池的二侧；利用超音波探头对该锂电池传递一非破坏性的检测超音波信号，并由该二个超音波探头感测来自该锂电池的一共振压力波信号，该检测超音波信号系经穿透及反射于该锂电池中；
52:根据多孔介质均匀化理论简化所述锂电池中电极的复杂孔隙结构，建立锂电池在工作过程中遵循的电荷守恒模型、质量守恒模型和电化学反应动力学模型，根据模型仿真锂离子电池在充电与过充电过程中的电性能与电化学性能，判断锂电池的气密性；
根据电化学反应以及熵变化所产生的电池内能变化，建立锂电池工作过程中的的热学模型，对所述锂电池的产热过程进行三维仿真，获取温度变化仿真曲线；
对所述锂电池进行充电与过充电，测量在充电与过充电过程中所述锂电池实际的温度变化曲线以及电压变化曲线；
设定热电检测中的温度阈值与电压阈值，将所述温度变化曲线与所述温度阈值及所述温度变化仿真曲线比较，并将所述电压变化曲线与所述电压阈值比较，检测锂电池的气密性。
[0008]S3:若锂电池的气密性合格，则向锂电池的阳极和阴极通入等压的反应气体对电池进行活化，同时检测每一节单池的电性能与电化学性能；若锂电池的气密性不合格，则可判断锂电池内部存在不均匀的缺陷；
S4:通过反应气体之后的电性能和电化学性能与锂电池标准电性能和电化学性能进行比较，判断电池组内膜电极性能均匀性；
若反应气体之后的电性能和电化学性能与锂电池标准电性能和电化学性能处于标准范围差内，则判断锂电池内部符合均匀性的要求；若否，则判断锂电池不符合安均匀性的要求。
[0009]本发明通过对电池组内单节电池性能均匀性和气密性的检测，可以评价电池组内部匹配是否合适、批量制备膜电极工艺的有效性、膜电极性能的重现性以及该批膜电极能否满足应用要求等，缩减了锂电池安全性能的检测步骤，提高了电池的检测效率。
[0010]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种锂电池气密均匀性的检测方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将二个超音波探头分别贴附于一锂电池的二侧；利用超音波探头对该锂电池传递一非破坏性的检测超音波信号，并由该二个超音波探头感测来自该锂电池的一共振压力波信号，该检测超音波信号系经穿透及反射于该锂电池中； (2)根据多孔介质均匀化理论简化所述锂电池中电极的复杂孔隙结构，建立锂电池在工作过程中遵循的电荷守恒模型、质量守恒模型和电化学反应动力学模型，根据模型仿真锂离子电池在充电与过充电过程中的电性能与电化学性能，判断锂电池的气密性； (3)若锂电池的气密性合格，则向锂电池的阳极和阴极通入等压的反应气体对电池进行活化，同时检测每一节单池的电性能与电化学性能；若锂电池的气密性不合格，则可判断锂电池内部存在不均匀的缺陷； (4)通过反应气体之后的电性能和电化学性能与锂电池标准电性能和电化学性能进行比较，判断电池组内膜电极性能均匀性； 若反应气体之后的电性能和电化学性能与锂电池标准电性能和电化学性能处于标准范围差内，则判断锂电池内部符合均匀性的要求；若否，则判断锂电池不符合安均匀性的要求。2.根据权利要求1所述的锂电池气密均匀性的检测方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤: (2A)根据电化学反应以及熵变化所产生的电池内能变化，建立锂电池工作过程中的的热学模型，对所述锂电池的产热过程进行三维仿真，获取温度变化仿真曲线； (2B)对所述锂电池进行充电与过充电，测量在充电与过充电过程中所述锂电池实际的温度变化曲线以及电压变化曲线； (2C)设定热电检测中的温度阈值与电压阈值，将所述温度变化曲线与所述温度阈值及所述温度变化仿真曲线比较，并将所述电压变化曲线与所述电压阈值比较，检测锂电池的气密性。
【专利摘要】本发明涉及一种锂电池气密均匀性的检测方法，包括以下步骤：利用超音波探头对该锂电池的一共振压力波信号；仿真锂离子电池在充电与过充电过程中的电性能与电化学性能,判断锂电池的气密性；若锂电池的气密性合格，则向锂电池的阳极和阴极通入等压的反应气体对电池进行活化，同时检测每一节单池的电性能与电化学性能；若锂电池的气密性不合格，则可判断锂电池内部存在不均匀的缺陷；通过反应气体之后的电性能和电化学性能与锂电池标准电性能和电化学性能进行比较，判断电池组内膜电极性能均匀性。本发明通过对电池组内单节电池性能均匀性和气密性的检测，进而可判断锂电池的安全性，缩减了锂电池安全性能的检测步骤，提高了电池的检测效率。
【IPC分类】G01M3/40, G01N29/04
【公开号】CN105157935
【申请号】CN201510480772
【发明人】李义军
【申请人】安徽普为智能科技有限责任公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月9日