一种预测软包电池循环性能的测试方法与流程

本发明涉及软包电池技术领域，尤其涉及一种预测软包电池循环性能的测试方法。

背景技术：

循环寿命是评测一款锂离子电池性能好坏的最重要指标，随着动力电池的应用范围不断扩大，车企对电芯的循环寿命要求已提升至2000周以上。

导致锂离子电池衰减的因素有多种，如：金属锂的析出、sei膜生长、正负极材料与电解液的副反应、电解液消耗、隔膜阻塞或损坏等，因此开发者需要综合考虑到以上因素开展doe实验筛选出性能达标电芯体系，但是开展doe实验涉及到一系列变量因子需要同时评测多只电芯且测试周期长，占用大量测试资源，因此急需寻找一种新的评测方式来缩短评测周期。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种预测软包电池循环性能的测试方法，本发明操作简单，无需通过复杂算法以及数据拟合，可短期内评测循环性能，降低测试成本，缩短产品开发周期。

本发明提出的一种预测软包电池循环性能的测试方法，包括以下步骤：

s1、取m个标准软包电池，将标准软包电池放电至空电，静置使标准软包电池温度平衡；然后调节初始约束力f0使标准软包电池固定在膨胀力测试装置中，再对标准软包电池进行循环性能测试，并检测在循环过程中标准软包电池的膨胀力，其中，循环周数记为n，每循环100周时标准软包电池的膨胀力记为f；

s2、计算膨胀力变化率以循环周数n为横坐标，以膨胀力变化率δf％为纵坐标得到m条n-δf％标准曲线；

s3、取待测软包电池按照s1和s2中操作得到待测软包电池的n-δf％曲线；

s4、将待测软包电池的n-δf％曲线与m条n-δf％标准曲线比较，与待测软包电池的n-δf％曲线相邻的2条n-δf％标准曲线对应的标准软包电池的循环寿命即为待测软包电池的循环寿命区间。

优选地，在s1中，m个标准软包电池的循环寿命不同，呈梯度分布。

上述循环寿命呈梯度分布的状态如：500周、800周、1000周、1200周、1500周、1800周等。

优选地，m≥2。

优选地，在s1中，静置30min使标准软包电池温度平衡。

优选地，在s1中，然后调节初始约束力f0使标准软包电池固定在膨胀力测试装置中，静置1h后，再对标准软包电池进行循环性能测试，并检测在循环过程中标准软包电池的膨胀力。

优选地，在s3中，待测软包电池与标准软包电池的初始约束力f0相同。

上述初始约束力可以根据软包电池的电芯尺寸，调节成合适大小；如0-500kgf等。

优选地，在s3中，待测软包电池与标准软包电池在循环性能测试时的检测条件相同。

上述循环性能测试时的检测条件可以根据软包电池的电芯体系调节至合适参数，如：恒压阶段充电截止电流为0.05c、充放电倍率为1c、充放电间隔静置时间为30min、充电电压上限为4.2v，放电电压下限为3.65v、3.0v、2.75v或2.5v等。

优选地，在s3中，在测试待测软包电池时，f为每循环100周时待测软包电池的膨胀力。

相比现有的技术方案，本发明的有益效果在于：

1.发明人根据软包电池随着循环的进行，会出现电芯内部sei膜加厚、副反应增加、内部产气、活性物质与箔材脱离等现象，而这些均会导致其内压增高，膨胀力变大的情况，提出了通过检测待测软包电池循环周期与膨胀力变化率的关系得到n-δf％曲线，并与多个标准软包电池的n-δf％标准曲线相比较，与待测软包电池的n-δf％曲线相邻的2条n-δf％标准曲线对应的标准软包电池的循环寿命即为待测软包电池的循环寿命区间，从而可以预测待测软包电池的循环寿命；

2.本发明测试方法操作简单，无需通过复杂算法以及数据拟合，待测软包电池无需进行长期循环，待测软包电池的循环周数≤500周获得n-δf％曲线，即可与n-δf％标准曲线比较，预测出循环周期区间，可短期内评测循环性能，大大节省了测试时间，降低测试成本，缩短产品研发周期；

3.待测软包电池与标准软包电池的测试条件完全一致，根据相似化学体系多条n-δf％标准曲线与待测软包电池n-δf％曲线对比得出循环寿命，测试结果比理论模型具有更高的准确性及实际应用性；且根据n-δf％曲线的斜率与循环性能存在反相关的原理，还可预测各电芯循环性能的优异。

附图说明

图1为6个标准软包电池的n-δf％标准曲线。

图2为6个标准软包电池的n-c％标准曲线。

图3为待测软包电池和6个标准软包电池的n-δf％标准曲线。

图4为待测软包电池和6个标准软包电池的n-c％标准曲线。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种预测软包电池循环性能的测试方法，包括以下步骤：

s1、取循环寿命分别为500、800、1000、1200、1500、1800周的标准软包电池，将标准软包电池放电至空电，静置30min使标准软包电池温度平衡；然后将标准软包电池放置在膨胀力测试装置中，并调节初始约束力f0为100kgf使标准软包电池固定，静置1h后，开始进行循环性能测试，并检测在循环过程中标准软包电池的膨胀力，其中，循环周数记为n，每循环100周时标准软包电池的膨胀力记为f；

循环性能测试的测试温度为23-27℃，充放电电压范围为3.0-4.2v，充放电倍率为1c，截止电流为0.05c，充放电间隔静置时间为30min，循环n周直到软包电池的容量保持率低于80％停止检测；

s2、计算膨胀力变化率以循环周数n为横坐标，以膨胀力变化率δf％为纵坐标得到6条n-δf％标准曲线(图1)；

计算容量保持率其中，c0为标准软包电池的初始容量，c为每循环100周时标准软包电池的容量；以循环周数n为横坐标，以容量保持率c％为纵坐标得到m条n-c％标准曲线(图2)；

s3、取待测软包电池按照s1和s2中操作得到待测软包电池的n-δf％曲线；

s4、将待测软包电池的n-δf％曲线与6条n-δf％标准曲线比较(图3)，将待测软包电池的n-c％曲线与6条n-c％标准曲线比较(图4)；与待测软包电池的n-δf％曲线相邻的2条n-δf％标准曲线对应的标准软包电池的循环寿命即为待测软包电池的循环寿命区间。

由图3可以看出待测软包电池的循环周期范围为500-800周，而从图4可以看出待测软包电池实际测试的循环趋势为700周，预测值与实测值一致。

由图3和图4可以看出，通过n-c％曲线，要循环500周以后才可看到明显循环趋势，但通过n-δf％曲线，在小于300周时即可明显看出循环趋势，说明本发明方法的可行性。

图1-4中，500、800、1000、1200、1500、1800分别指循环寿命为500、800、1000、1200、1500、1800周的标准软包电池；评测样品指待测软包电池。

表1为标准软包电池(标准样品)、待测软包电池(评测样品)，每循环100周对应的容量保持率c％结果。

表1

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。