一种锂电池内部短路的测试方法与流程

本发明涉及动力电池检测技术领域，尤其涉及一种锂电池内部短路的测试方法。

背景技术：

锂离子电池因其环境友好、污染小、循环寿命长、没有记忆效应等优点，广泛应用于移动数码产品，另外由于锂离子电池具有比能量高、比功率大、使用寿命长、工作范围宽等特点，已被成功应用在电动道路车辆上。但是，随着其应用范围的逐渐扩大，且单个锂电池的体积能量密度越来越高，容量越来越大，越来越容易发生较多的爆炸事故对消费者的人身安全和财产安全造成威胁。内短路是锂离子电池热失控事故中最常见的诱因之一，一般情况下，电池变形、异物入侵，滥用情况下隔膜大规模收缩以及电池内部不断造析出的金属，这些都会造成电池正负极之间的电气连接，引发剧烈的电池内短路，发生内短路后，电池内短路电流产生的焦耳热会引起电池温升，如果局部热量积累触发了热失控连锁反应，最终会发生起火、爆炸等安全性事故，威胁人身财产安全。在电池生产完成后，为了对锂离子电池内短路安全性进行评估，各组织或机构都根据其研究成果制定了相应的标准，常见的测试方法包括针刺测试和挤压测试，但是在这些测试中，所引发的内短路的类型、位置、大小都存在随机性，很难重复；而且这类测试都是通过一定的电池变形引发内短路，即无法模拟没有发生机械滥用的电池内短路。

因此，对内短路的检测与应对需要在不发生滥用情况下的电池进行监测。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂电池内部短路的测试方法。

本发明提出的一种锂电池内部短路的测试方法，包括以下步骤：

s1、将待测锂电池恒流恒压充电至满电状态，然后静置第一时间后记录开路电压v1；

s2、选择恒压电源，并将恒压电源与上述的待测锂电池并联连接；

s3、监测恒压源与待测锂电池之间的电流i，并根据电流i的方向变化判断待测锂电池的内部短路状况。

优选的，步骤s3中，当电流i的方向在并联过程中发生方向变化，则判断所述待测锂电池存在内短路的情况。

优选的，步骤s1中首先对待测锂电池进行恒流充电，然后再进行恒压充电。

优选的，步骤s1中，第一时间大于1h并小于8h。

优选的，步骤s1中，第一时间为5h。

优选的，步骤s2中，恒压电源的电压为v2，v2<v1。

优选的，v1-v2≧4mv。

本发明提出的一种锂电池内部短路的测试方法，利用一种待测对象与恒压源并联，通过检测并联电路中电流的方式来判断电池是否存在内部短路。本发明操作步骤简单且测试效率较高，稳定性好，且在电池的内短路初期即可实现监测。

本发明提供了一种简单的利用恒压源与待检电池并联的方法来判断电池是否存在内短路的方法，对电池不产生破坏性影响，可快速判断出电池是否存在内部短路的情况，正确地评价电池的安全性，具有较大的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明提出的一种锂电池内部短路的测试方法流程图；

图2为本发明提供的待检电池与恒压源之间的连接方式示意图；

图3为a、b两只电池在恒压源作用下的时间-电流响应图。

具体实施方式

参照图1，本发明提出的一种锂电池内部短路的测试方法，包括以下步骤：

s1、将待测锂电池恒流恒压充电至满电状态，然后静置第一时间后记录开路电压v1。具体的，第一时间大于1h并小于8h。

具体实施时，本步骤中，首先对待测锂电池进行恒流充电，然后再进行恒压充电。

s2、选择恒压电源，并将恒压电源与上述的待测锂电池并联连接，具体如图2所示。具体的，恒压电源的电压为v2，v2<v1。具体可设置v1-v2≧4mv。

s3、监测恒压源与待测锂电池之间的电流i，并根据电流i的方向变化判断待测锂电池的内部短路状况。具体的，当电流i的方向在并联过程中发生方向变化，则判断所述待测锂电池存在内短路的情况。

以下结合一个具体的实施例，对本发明做进一步解释。

本实施例中，将标称容量为1.3ah的锂离子电池a和b作为待测锂电池。

首先，将待测锂电池放到25℃环境仓中，静置5小时，常温下以0.4a恒流充电至4.2v，然后恒压充电至电流为0.25a截止，此时电池a和b处于满电状态，静置1h后，记录电池a和b的开路电压为v1，v1＝4.194v。

第二步，将电池a和b分别与恒压源并联，所使用的恒压源为输力强si1287电化学恒电位仪，恒电位仪的电压设置为4.19v。

第三步，分别在电池a和b所在电路中并联电流测试仪，记录并联过程中电流的值。具体的，本实施例中基于电池a和b分别得到时间与电流的关系如图3所示。根据图3可知，a电池在与恒压源并联后，在一定的时间后电流变成0，而后迅速变成正值，而电池b在迟于a电池的时间内电流变成0后，一直维持不变。如此，根据本发明所提供的方法可判断a电池存在内部短路现象，而b电池则无内部短路状况。

为了验证本发明，本实施方式中，对上述测试对象a、b电池分别用iec62660-3标准进行内部短路实验，即镍钉实验，结果标明a对象电芯发生起火的现象，而b对象并没有发生爆炸或者起火的现象。

可见，通过本发明对电芯进行内部短路的评价，方法简单方便，结果非常准确，并且可不需要对电池进行破坏的情况下对电池进行检测，具有较大的推广应用价值。

以上所述，仅为本发明涉及的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。

技术特征：

1.一种锂电池内部短路的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、将待测锂电池恒流恒压充电至满电状态，然后静置第一时间后记录开路电压v1；

s2、选择恒压电源，并将恒压电源与上述的待测锂电池并联连接；

s3、监测恒压源与待测锂电池之间的电流i，并根据电流i的方向变化判断待测锂电池的内部短路状况。

2.如权利要求1所述的锂电池内部短路的测试方法，其特征在于，步骤s3中，当电流i的方向在并联过程中发生方向变化，则判断所述待测锂电池存在内短路的情况。

3.如权利要求1所述的锂电池内部短路的测试方法，其特征在于，步骤s1中首先对待测锂电池进行恒流充电，然后再进行恒压充电。

4.如权利要求3所述的锂电池内部短路的测试方法，其特征在于，步骤s1中，第一时间大于1h并小于8h。

5.如权利要求4所述的锂电池内部短路的测试方法，其特征在于，步骤s1中，第一时间为5h。

6.如权利要求1所述的锂电池内部短路的测试方法，其特征在于，步骤s2中，恒压电源的电压为v2，v2<v1。

7.如权利要求6所述的锂电池内部短路的测试方法，其特征在于，v1-v2≧4mv。

技术总结
本发明提出的一种锂电池内部短路的测试方法，包括以下步骤：S1、将待测锂电池恒流恒压充电至满电状态，然后静置第一时间后记录开路电压V1；S2、选择恒压电源，并将恒压电源与上述的待测锂电池并联连接；S3、监测恒压源与待测锂电池之间的电流I，并根据电流I的方向变化判断待测锂电池的内部短路状况。本发明提供了一种简单的利用恒压源与待检电池并联的方法来判断电池是否存在内短路的方法，对电池不产生破坏性影响，可快速判断出电池是否存在内部短路的情况，正确地评价电池的安全性，具有较大的推广应用价值。

技术研发人员：汪伟伟;姚丹;万马;彭文
受保护的技术使用者：合肥国轩高科动力能源有限公司
技术研发日：2020.03.06
技术公布日：2020.05.12