本公开涉及检测技术领域，具体而言，涉及一种衰减检测方法及装置。
背景技术：
随着新能源技术的发展，电池作为能源核心越来越广泛的应用于各领域，大部分电池如锂电池在循环使用过程中会不断的老化，内阻增加，容量减少。电池容量衰减的主要原因是正负极材料及活性锂离子的减少，并且不同种类的锂电池、不同的使用工况锂电池的衰减机理也不同。经研究发现，目前对电池的衰减机理的研究主要是对电池拆解，然后通过各种表征手段对电池进行分析，但这种通过破坏电池进行检查的方法适用性不强，无法满足实际需求。
技术实现要素：
有鉴于此，本公开的目的在于提供一种衰减检测方法及装置，以便捷地实现电池衰减检测。
第一方面，本公开提供了一种衰减检测方法，包括：
采用设定电流对待检测电池进行恒流充电；
在充电过程中，监测所述待检测电池的充电电量、正极与参比电极之间的第一电位、负极与参比电极之间的第二电位，以及正极与负极之间的第三电位，从而得到相对于所述充电电量的变化，所述第一电位、第二电位和第三电位的变化情况；
对所述第一电位和所述充电电量之间的关系求导，得到所述充电电量与所述第一电位对应的第一变化曲线；对所述第二电位和所述充电电量之间的关系求导，得到所述充电电量与所述第二电位对应的第二变化曲线；对所述第三电位和所述充电电量之间的关系求导，得到所述充电电量与所述第三电位对应的第三变化曲线；
结合所述第一变化曲线和第二变化曲线，将所述第三变化曲线与参考变化曲线进行比对，根据所述第三变化曲线的波峰是否发生偏移判断所述待检测电池是否发生衰减，以及在所述待检测电池发生衰减时确定衰减源自于所述待检测电池正极材料的变化还是负极材料的变化，其中，所述参考变化曲线为与所述待检测电池匹配的新电池所对应的充电电量与电位之间的变化曲线。
可选地，根据所述第三变化曲线的波峰是否发生偏移判断所述待检测电池是否发生衰减，以及在所述待检测电池发生衰减时确定衰减源自于所述待检测电池正极材料的变化还是负极材料的变化的步骤，包括：
将所述第三变化曲线与所述参考变化曲线进行比对，判断相对于所述参考变化曲线，所述第三变化曲线的波峰是否发生偏移，如果发生偏移，判定所述待检测电池发生衰减；
在判定所述待检测电池发生衰减时，结合所述第一变化曲线和第二变化曲线，分析所述第三变化曲线相对于所述参考变化曲线的波峰偏移源自所述待检测电池的正极和/或负极，从而判定所述待检测电池的正极材料发生变化和/或负极材料发生变化。
可选地，判断相对于所述参考变化曲线，所述第三变化曲线的波峰是否发生偏移的步骤，包括：
测量得到所述第三变化曲线两个相邻波峰之间的第一距离，测量得到所述参考变化曲线中与所述两个相邻波峰对应的两个相邻波峰之间的第二距离，若所述第一距离小于所述第二距离，判定所述第三变化曲线的波峰发生偏移。
可选地，所述方法还包括：
根据所述第一距离和第二距离计算得到所述待检测电池的容量衰减率。
可选地，所述待检测电池的容量衰减率通过以下公式计算得到：
qs＝(qm-qn/qm)*100％
其中，qs为容量衰减率；qm为第二距离；qn为第一距离。
可选地，采用设定电流对所述待检测电池进行恒流充电的步骤，包括：
采用0.08～0.12c范围内的一固定电流对所述待检测电池进行恒流充电。
可选地，所述第一电位、第二电位和第三电位通过充放电监测得到。
第二方面，本公开提供了一种衰减检测装置，包括：
充电模块，用于采用设定电流对待检测电池进行恒流充电；
监测模块，用于在充电过程中，监测所述待检测电池的充电电量、正极与参比电极之间的第一电位、负极与参比电极之间的第二电位，以及正极与负极之间的第三电位，从而得到相对于所述充电电量的变化，所述第一电位、第二电位和第三电位的变化情况；
曲线获得模块，用于对所述第一电位和所述充电电量之间的关系求导，得到所述充电电量与所述第一电位对应的第一变化曲线；对所述第二电位和所述充电电量之间的关系求导，得到所述充电电量与所述第二电位对应的第二变化曲线；对所述第三电位和所述充电电量之间的关系求导，得到所述充电电量与所述第三电位对应的第三变化曲线；
比对模块，用于结合所述第一变化曲线和第二变化曲线，将所述第三变化曲线与参考变化曲线进行比对，根据所述第三变化曲线的波峰是否发生偏移判断所述待检测电池是否发生衰减，以及在所述待检测电池发生衰减时确定衰减源自于所述待检测电池正极材料的变化还是负极材料的变化，其中，所述参考变化曲线为与所述待检测电池匹配的新电池所对应的充电电量与电位之间的变化曲线。
可选地，所述比对模块具体用于，将所述第三变化曲线与所述参考变化曲线进行比对，判断相对于所述参考变化曲线，所述第三变化曲线的波峰是否发生偏移，如果发生偏移，判定所述待检测电池发生衰减；
在判定所述待检测电池发生衰减时，结合所述第一变化曲线和第二变化曲线，分析所述第三变化曲线相对于所述参考变化曲线的波峰偏移源自所述待检测电池的正极和/或负极，从而判定所述待检测电池的正极材料发生变化和/或负极材料发生变化。
可选地，所述比对模块在判断相对于所述参考变化曲线，所述第三变化曲线的波峰是否发生偏移的过程中，执行以下步骤：
测量得到所述第三变化曲线两个相邻波峰之间的第一距离，测量得到所述参考变化曲线中与所述两个相邻波峰对应的两个相邻波峰之间的第二距离，若所述第一距离小于所述第二距离，判定所述第三变化曲线的波峰发生偏移。
本公开提供的衰减检测方法及装置，对待检测电池的充电电量进行监测，通过三电极对待检测电池正极、参比电极、负极之间的各电位进行监测，并得到充电电量与各电位对应的变化曲线，通过将变化曲线与参考变化曲线进行比对，分析得出待检测电池是否发生衰减，以及在待检测电池发生衰减时确定衰减源自于待检测电池正极材料的变化还是负极材料的变化，无需破坏待检测电池，实现较为便捷，适用性较强，满足实际需求，适合大规模推广应用。
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本公开的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本公开提供的一种电子设备的方框示意图。
图2为本公开提供的一种衰减检测方法的流程图。
图3为本公开提供的一种电位与充电电量的相对变化曲线图。
图4为本公开提供的一种求导变化曲线图。
图5为本公开提供的一种参考变化曲线和第三变化曲线的示意图。
图6为本公开提供的一种衰减检测装置的方框示意图。
图标：10-电子设备；11-存储器；12-处理器；13-网络模块；20-衰减检测装置；21-充电模块；22-监测模块；23-曲线获得模块；24-比对模块。
具体实施方式
下面将结合本公开中附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
如图1所示，是本公开提供的电子设备10的方框示意图。本公开中的电子设备10可以为具有数据处理功能的终端设备、服务器等。如图1所示，电子设备10包括：存储器11、处理器12、网络模块13及衰减检测装置20。
所述存储器11、处理器12以及网络模块13相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器11中存储有衰减检测装置20，所述衰减检测装置20包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器11中的软件功能模块，所述处理器12通过运行存储在存储器11内的软件程序以及模块，如本公开中的衰减检测装置20，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本公开中的衰减检测方法。
其中，所述存储器11可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存储器11用于存储程序，所述处理器12在接收到执行指令后，执行所述程序。
所述处理器12可能是一种集成电路芯片，具有数据的处理能力。上述的处理器12可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等。可以实现或者执行本公开中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
网络模块13用于通过网络建立电子设备10与外部通信终端之间的通信连接，实现网络信号及数据的收发操作。上述网络信号可包括无线信号或者有线信号。
可以理解，图1所示的结构仅为示意，电子设备10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本公开还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括计算机程序。所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在电子设备10执行下面的衰减检测方法。
如图2所示，是本公开提供的一种衰减检测方法的流程图。所述方法有关的流程所定义的方法步骤应用于电子设备10，可以由所述处理器12实现。下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述。
步骤s11，采用设定电流对待检测电池进行恒流充电。
本实施例中的设定电流可灵活选择，例如，可以采用0.08～0.12c范围内的一固定电流对所述待检测电池进行恒流充电。又例如，可以采用小于0.1c的固定电流对所述待检测电池进行恒流充电。通过采用这种小电流对待检测电池进行恒流充电，能够反应充电过程中电池内部反应的具体过程，从而获取到更详细的信息。
步骤s12，在充电过程中，监测所述待检测电池的充电电量、正极与参比电极之间的第一电位、负极与参比电极之间的第二电位，以及正极与负极之间的第三电位，从而得到相对于所述充电电量的变化，所述第一电位、第二电位和第三电位的变化情况。
本实施例中，待检测电池为三电极电池，待检测电池的三个电极包括正极、负极和参比电极。其中，待检测电池正极的材料可以是三元材料ncm-811，负极材料可以是硅碳复合材料，参比电极可以为锂片。
在对待检测电池充放电过程中，可以采用电压巡检仪监测正极与参比电极之间的第一电位、负极与参比电极之间的第二电位，以及正极与负极之间的第三电位。
由于是对待检测电池进行恒流充电，因而充电电量为设定电流与充电时间的乘积。
为了提高检测准确性，可选地，第一电位、第二电位和第三电位通过持续监测得到。例如，在充电过程中，持续地监测待检测电池的充电电量、第一电位、第二电位和第三电位，从而可以得到相对于充电电量的变化，第一电位、第二电位和第三电位的变化情况。
请结合参阅图3，本公开实施例提供了在充电过程中，对某一待检测电池进行监测后得到其中一种各电位与充电电量的相对变化情况。其中，l11展示了相对于充电电量的变化，该待检测电池的第三电位的变化情况，l12展示了相对于充电电量的变化，该待检测电池的第一电位的变化情况，l13展示了相对于充电电量的变化，该待检测电池的第二电位的变化情况。
步骤s13，对所述第一电位和所述充电电量之间的关系求导，得到所述充电电量与所述第一电位对应的第一变化曲线。对所述第二电位和所述充电电量之间的关系求导，得到所述充电电量与所述第二电位对应的第二变化曲线。对所述第三电位和所述充电电量之间的关系求导，得到所述充电电量与所述第三电位对应的第三变化曲线。
其中，获得求导变化曲线的求导公式可以为：dv/dq＝vn-vn-1/qn-qn-1，其中，v为记录的电位，q为充电电量。通过代入第一电位和充电电量即可得到对应的第一变化曲线，通过代入第二电位和充电电量即可得到对应的第二变化曲线，通过代入第三电位和充电电量即可得到对应的第三变化曲线。
各求导变化曲线代表待检测电池内部的化学反应过程，各求导变化曲线中的波峰代表在充放电过程中待检测电池的正负极材料的相平转变过程。
请结合参阅图4，本公开实施例提供了对与图3中的待检测电池的各电位和充电电量之间的关系求导后得到的求导变化曲线。其中，l1展示了该待检测电池的第三变化曲线，l2展示了该待检测电池的第一变化曲线，l3展示了该待检测电池的第二变化曲线。由图4可以看出，待检测电池的波峰1和波峰2都是负极材料表现的特征，代表负极材料的相转变，波峰3是正极材料表现的特征，代表正极材料的相转变。
步骤s14，结合所述第一变化曲线和第二变化曲线，将所述第三变化曲线与参考变化曲线进行比对，根据所述第三变化曲线的波峰是否发生偏移判断所述待检测电池是否发生衰减，以及在所述待检测电池发生衰减时确定衰减源自于所述待检测电池正极材料的变化还是负极材料的变化。
其中，所述参考变化曲线为与所述待检测电池匹配的新电池所对应的充电电量与电位之间的变化曲线。本实施例中，新电池的各项性能和参数与待检测电池一致。其中参考变化曲线为新电池的充电电量与新电池的正极、负极之间的电位对应的变化曲线，即与待检测电池的第三变化曲线对应的参考变化曲线。
本实施例中，可以采用以下方式判断待检测电池是否发生衰减：通过将所述第三变化曲线与所述参考变化曲线进行比对，判断相对于所述参考变化曲线，所述第三变化曲线的波峰是否发生偏移，如果发生偏移，判定所述待检测电池发生衰减。
例如，可以测量得到所述第三变化曲线两个相邻波峰之间的第一距离，测量得到所述参考变化曲线中与所述两个相邻波峰对应的两个相邻波峰之间的第二距离，若所述第一距离小于所述第二距离，判定所述第三变化曲线的波峰发生偏移，相应地，判定所述待检测电池发生衰减。若第一距离等于所述第二距离，判定所述第三变化曲线的波峰未发生偏移，相应地，判定所述待检测电池未发生衰减。
在判定所述待检测电池发生衰减时，结合所述第一变化曲线和第二变化曲线，分析所述第三变化曲线相对于所述参考变化曲线的波峰偏移源自所述待检测电池的正极和/或负极，从而判定所述待检测电池的正极材料发生变化和/或负极材料发生变化。
若分析得出第三变化曲线相对于参考变化曲线的波峰偏移源自待检测电池的正极，判定待检测电池的正极材料发生变化。若分析得出第三变化曲线相对于参考变化曲线的波峰偏移源自待检测电池的负极，判定待检测电池的负极材料发生变化。若分析得出第三变化曲线相对于参考变化曲线的波峰偏移源自待检测电池的正极和负极，判定待检测电池的正极材料和负极材料均发生变化。
请继续参阅图4，在图4所示情况下可以看出，待检测电池的波峰1和波峰2都是第二变化曲线l3表现的特征，即负极材料表现的特征，代表负极材料的相转变，波峰3是第一变化曲线l2表现的特征，即正极材料表现的特征，代表正极材料的相转变。那么，波峰1到波峰2的距离q1变化说明是待检测电池的负极材料量的变化，距离q2的变化说明是待检测电池的正极材料的变化。
请结合参阅图5，若与图3和图4中的待检测电池匹配的新电池对应的参考变化曲线为l0，将待检测电池的第三变化曲线l1与参考变化曲线l0进行比对可知，第三变化曲线l1的两个相邻波峰之间的距离qn小于参考变化曲线l0上对应的两个相邻波峰之间的距离qm，由此可知，待检测电池发生衰减。在确定待检测电池发生衰减时，参考图4中的，第一变化曲线l3、第二变化曲线l2和第三变化曲线l1可以得出，距离qn为图4中波峰1和波峰2之间的距离q2，相应地，确定待检测电池的负极材料量的变化。同理，若分析得出距离q2相较于参考变化曲线中的相应距离相等，则确定待检测电池的正极材料量未发生变化。若分析得出距离q2小于参考变化曲线中的相应距离，则确定待检测电池的正极材料量发生变化。由于判断原理类似，因而本实施例中不作赘述。
可选地，衰减检测方法还包括：根据所述第一距离和第二距离计算得到所述待检测电池的容量衰减率。
其中，所述待检测电池的容量衰减率可以通过以下公式计算得到：
qs＝(qm-qn/qm)*100％
其中，qs为容量衰减率；qm为第二距离；qn为第一距离。
应当理解，如果检测得出待检测电池仅正极材料发生变化，可以通过上述公式计算得到待检测电池正极变化所引起的容量衰减率。如果检测得出待检测电池仅负极材料发生变化，可以通过上述公式计算得到待检测电池负极变化所引起的容量衰减率。如果检测得出待检测电池的正极材料和负极材料均发生变化，可以将通过上述公式计算得到待检测电池正极变化所引起的容量衰减率和通过上述公式计算得到待检测电池负极变化所引起的容量衰减率之和作为待检测电池的总衰减率。
鉴于快充过程中负极材料和活性锂离子衰减的主要原因是大倍率充电过程中负极材料的体积膨胀比较大，这样会导致负极材料与集流体的脱落，造成负极活性材料减少。负极材料的膨胀会使负极集流体表面产生裂纹，会形成新的sei膜，消耗更多的锂离子，造成活性离子的减少，从而造成锂电池容量的衰减。假设图5示出的l1为以0.8c恒流对某一待检测电池(循环650周的电池)充电到4.12v，静置10min，1c放电到2.75v，然后进行循环测试所得出的第三变化曲线，l0为与待检测电池匹配的新电池的参考变化曲线l0，将l1和l0进行比对可知，循环650周后的电池容量的衰减主要是负极材料和活性离子的减少，正极材料基本保持不变。经验证，这一检测结果和实际是相符合的。
在上述基础上，本公开还提供一种衰减检测装置20，包括：充电模块21、监测模块22、曲线获得模块23和比对模块24。
其中，充电模块21用于采用设定电流对待检测电池进行恒流充电。
由于充电模块21和图2中步骤s11的实现原理类似，因而在此不作更多说明。
监测模块22用于在充电过程中，监测所述待检测电池的充电电量、正极与参比电极之间的第一电位、负极与参比电极之间的第二电位，以及正极与负极之间的第三电位，从而得到相对于所述充电电量的变化，所述第一电位、第二电位和第三电位的变化情况。
由于监测模块22和图2中步骤s12的实现原理类似，因而在此不作更多说明。
曲线获得模块23用于对所述第一电位和所述充电电量之间的关系求导，得到所述充电电量与所述第一电位对应的第一变化曲线；对所述第二电位和所述充电电量之间的关系求导，得到所述充电电量与所述第二电位对应的第二变化曲线；对所述第三电位和所述充电电量之间的关系求导，得到所述充电电量与所述第三电位对应的第三变化曲线。
由于曲线获得模块23和图2中步骤s13的实现原理类似，因而在此不作更多说明。
比对模块24用于结合所述第一变化曲线和第二变化曲线，将所述第三变化曲线与参考变化曲线进行比对，根据所述第三变化曲线的波峰是否发生偏移判断所述待检测电池是否发生衰减，以及在所述待检测电池发生衰减时确定衰减源自于所述待检测电池正极材料的变化还是负极材料的变化，其中，所述参考变化曲线为与所述待检测电池匹配的新电池所对应的充电电量与电位之间的变化曲线。
由于比对模块24和图2中步骤s14的实现原理类似，因而在此不作更多说明。
可选地，所述比对模块24具体用于，将所述第三变化曲线与所述参考变化曲线进行比对，判断相对于所述参考变化曲线，所述第三变化曲线的波峰是否发生偏移，如果发生偏移，判定所述待检测电池发生衰减。
在判定所述待检测电池发生衰减时，结合所述第一变化曲线和第二变化曲线，分析所述第三变化曲线相对于所述参考变化曲线的波峰偏移源自所述待检测电池的正极和/或负极，从而判定所述待检测电池的正极材料发生变化和/或负极材料发生变化。
可选地，所述比对模块24在判断相对于所述参考变化曲线，所述第三变化曲线的波峰是否发生偏移的过程中，执行以下步骤：
测量得到所述第三变化曲线两个相邻波峰之间的第一距离，测量得到所述参考变化曲线中与所述两个相邻波峰对应的两个相邻波峰之间的第二距离，若所述第一距离小于所述第二距离，判定所述第三变化曲线的波峰发生偏移。
本公开提供的衰减检测方法及装置，对待检测电池的充电电量进行监测，通过三电极对待检测电池正极、参比电极、负极之间的各电位进行监测，并得到充电电量与各电位对应的变化曲线，通过将变化曲线与参考变化曲线进行比对，分析得出待检测电池是否发生衰减，以及在待检测电池发生衰减时确定衰减源自于待检测电池正极材料的变化还是负极材料的变化，无需破坏待检测电池，实现较为便捷，满足实际需求，适合大规模推广应用。
在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本公开各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，网络设备等)执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本公开的可选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。