一种电池析锂检测方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及电池检测技术领域，特别涉及一种电池析锂检测方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.锂离子电池具备高容量、长寿命等优异性能，广泛应用于各个领域。锂离子电池的析锂问题也是当前锂离子电池在充电过程中应用和研究的热点问题。多种不同原因可能均会造成电池析锂，电池析锂后会刺穿隔膜，使电池失效，严重时还会产生较大的安全隐患，所以对电池是否析锂的判断至关重要。
3.目前，通用的电池析锂检测方法有两种：一、通过对电池进行拆解，由工作人员目测负极片表面情况，来判断电池是否发生析锂；二、为已有正极和负极的电池添加第三电极，制作三电极电池，通过第三电极与负极之间的电位来判断电池是否析锂。
4.但是，方法一会破坏电池的结构，方法二的执行过程比较复杂，效率低。因此，如何提供一种既不破坏电池结构，又可以高效地进行电池析锂检测的方法，是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的问题，本技术实施例提供了一种电池析锂检测方法、装置、电子设备及存储介质，可以在不破坏电池结构的前提下，快速高效地检测电池是否析锂。
6.为达到上述目的，本技术实施例的技术方案是这样实现的：
7.第一方面，本技术实施例提供了一种电池析锂检测方法，所述方法包括：
8.检测电池的膨胀力和容量；
9.根据所述电池的膨胀力和容量，生成膨胀力和容量的微分曲线；
10.根据所述微分曲线，确定所述电池是否析锂。
11.第二方面，本技术实施例提供了一种电池析锂检测装置，所述装置包括：
12.检测单元，用于检测电池的膨胀力和容量；
13.数据处理单元，用于根据所述电池的膨胀力和容量，生成膨胀力和容量的微分曲线；根据所述微分曲线，确定所述电池是否析锂。
14.第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器实现上述第一方面的电池析锂检测方法。
15.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述第一方面的电池析锂检测方法。
16.本技术实施例提供的电池析锂检测方法、装置、电子设备及存储介质，通过分析电
池膨胀力和容量微分曲线的变化，可以在不损坏电池结构的条件下自动化计算电池是否析锂，该方法不仅不会破坏电池结构，而且执行过程也更加简单高效，可以确保电池的使用安全，一定程度上降低事故的发生率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本技术实施例提供的一种电池析锂检测方法的流程图；
19.图2为本技术实施例提供的另一种电池析锂检测方法的流程图；
20.图3为本技术实施例提供的膨胀力和容量的微分曲线；
21.图4为本技术实施例提供的另一种电池析锂检测方法的流程图；
22.图5为本技术实施例提供的一种电池析锂检测装置的结构框图；
23.图6为本技术实施例提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
24.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
25.需要说明的是，下述本技术实施例描述的应用场景是为了更加清楚的说明本技术实施例的技术方案，并不构成对于本技术实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新应用场景的出现，本技术实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
26.近年来，伴随着新能源产业的蓬勃发展，锂电子电池因为高容量、长寿命等优异性能的特性，被广泛应用于各个领域。与此同时，锂电子电池的析锂问题也是当前锂离子电池在充电过程中应用和研究的热点问题。如果锂离子电池出现析锂的情况，电池会刺穿隔膜，使电池失效，严重时还会产生较大的安全隐患。
27.为了监测电池是否析锂，本技术实施例提供一种电池析锂检测方法、装置、电子设备及存储介质。当电池进行充放电时，检测电池的膨胀力和容量，根据电池的膨胀力和容量，生成膨胀力和容量的微分曲线，根据微分曲线，确定电池是否析锂，从而可以在电池充放电过程中，实时监测电池是否析锂，提升电池充电时的安全性能。
28.下面结合附图以及具体实施例对本技术作进一步详细的说明。
29.图1示出了本技术实施例提供的一种电池析锂检测方法的流程图，该方法可以由电子设备执行。如图1所示，该方法可以包括如下步骤：
30.s101，检测电池的膨胀力和容量。
31.在对电池进行充放电的过程中，可以实时对电池的膨胀力进行检测。示例性地，可以将电池放入膨胀力工装并连接充放电机，通过膨胀力工装对电池施以恒定夹持力，以获
取电池在膨胀时造成的压力，即电池的膨胀力。
32.在对电池进行充放电的过程中，可以实时检测电池的容量。
33.在一些实施例中，可以对n支电池进行检测，例如，将n支电池放入膨胀力工装并连接充放电机，对不同的电池以不同的充电倍率进行恒流充电，并实时对每支电池的膨胀力和容量进行检测。其中，n为大于1的整数。
34.在另一些实施例中，可以仅对一支电池进行检测，例如，在对电池a进行充放电的过程中，检测电池a的膨胀力和容量。
35.s102，根据电池的膨胀力和容量，生成膨胀力和容量的微分曲线。
36.示例性地，可以将实时检测到的电池的膨胀力和容量输入绘制曲线软件，得到绘制曲线软件生成的微分曲线。
37.在一些实施例中，如果仅对n支电池进行检测，可以将实时检测到的n支电池的膨胀力和容量输入绘制曲线软件，得到绘制曲线软件生成的n条微分曲线。
38.在另一些实施例中，如果仅对一支电池进行检测，可以将实时检测到的一支电池的膨胀力和容量输入绘制曲线软件，得到绘制曲线软件生成的一条微分曲线。
39.s103，根据膨胀力和容量的微分曲线，确定电池是否析锂。
40.在一些实施例中，可以通过对比不同充电倍率对应的微分曲线，确定电池是否析锂；若任意两条微分曲线的峰值之间的差值均超过设定差异阈值，则确定峰值最高的k条微分曲线对应的充电倍率下电池发生析锂；所述k为小于n的正整数。
41.在另一些实施例中，可以将微分曲线与预存的不析锂微分曲线进行比对；若微分曲线与不析锂微分曲线之间的差异超过设定差异阈值，则确定该电池析锂。
42.使用本技术实施例提供的电池析锂检测方法，可以在不破坏电池结构的前提下，更加便捷高效地确定电池是否析锂。
43.为更方便理解，下文结合两个具体应用场景详细说明本技术实施例提供的电池析锂检测方法的具体执行过程。
44.图2示出了本技术实施例提供的另一种电池析锂检测方法的流程图，该电池析锂检测方法可以应用于电池出厂前对电池的析锂情况进行分析，以便于根据分析结果制定电池充电策略。如图2所示，该方法可以包括如下步骤：
45.s201，将n支电池放空电后，再充电至同一荷电态。
46.其中，n为大于1的整数。例如，n的取值可以为4，即可以将4支电池放空电后充入10ah，让4支电池处于同一荷电态。4支电池均可以是单体电池。
47.s202，将n支电池分别放入膨胀力工装并连接充放电机。
48.示例性地，可以将上述处于同一荷电态的4支电池分别放入膨胀力工装中，使膨胀力工装对电池施以设定的夹持力。其中，膨胀力工装可以包括多个电池加紧装置，每个电池加紧装置可以包括第一移动平板和第二移动平板，可以将每支电池放置在一个电池加紧装置中。例如，对于任意一支电池，可以将该电池放置在任意一个电池加紧装置的第一移动平板和第二移动平板之间，通过调整执行杆，可以将第一移动平板和第二移动平板向电池移动，以夹紧电池，直到力传感器检测到的力达到预定的夹持力。
49.将4支电池分别放入膨胀力工装后，可以将4支电池连接到充放电机，以使充放电机对4支电池进行充放电。
50.s203，对n支电池进行充放电，并检测n支电池的膨胀力和容量。
51.在一些实施例中，可以对不同的电池以不同的充电倍率进行恒流充电，充电至设定的满电电压。例如，对于上述4支电池，可以分别以2c、3c、4c、5c充电至4.35v。其中，c用来表示设定的充电电流，2c表示设定的充电电流的倍率为2倍，3c表示设定的充电电流的倍率为3倍，4c表示设定的充电电流的倍率为4倍，5c表示设定的充电电流的倍率为5倍。
52.在电池达到满电电压后，可以对电池进行恒压充电，进行恒压充电时，充电倍率可以降至0.05c。恒压充电一段时间之后，可以对电池放电至亏电电压。例如，可以对电池以1c进行放电，直至电池电压为2.75v。
53.在另一些实施例中，对电池的充电过程也可以采用其他的充电方式，例如，先按照设定倍率对电池进行恒流充电，达到满电电压后，再对电池进行阶梯电流充电。本技术实施例对具体的充电方式不作限定。
54.在对4支电池进行充放电的过程中，可以实时检测该4支电池的容量。
55.在对4支电池进行充放电的过程中，还可以同步实时检测该4支电池的膨胀力。具体地，对于任意一支电池，可以通过膨胀力工装中检测该电池的膨胀力。在对电池进行充放电的过程中，力传感器检测到的力被转化为控制信号，并发送到微位移调整装置，微位移调整装置响应于该控制信号，控制执行杆将第一移动平板或第二移动平板远离电池移动，并使得力传感器检测到的力保持在预定的夹持力水平，可以实时根据第一移动平板或第二移动平板的移动距离，确定电池的膨胀力。
56.示例性地，对于任意一支电池，在对该电池进行充放电的过程中，可以分别在多个不同时刻检测该电池的膨胀力和容量，得到多组膨胀力与容量；其中，每组膨胀力与容量为同一时刻检测到的该电池的膨胀力和容量。
57.s204，根据n支电池的膨胀力和容量，生成不同充电倍率对应的微分曲线。
58.示例性地，针对4支电池中的每支电池，可以分别将测试出的该电池的多组膨胀力和容量，输入origin软件或其他绘图软件，origin软件或其他绘图软件可以输出该电池对应的微分曲线。获取该电池对应的充电倍率，将该电池对应的微分曲线作为该充电倍率对应的微分曲线。对于4支电池，可以得到4条不同充电倍率对应的微分曲线，如图3所示。
59.s205，根据微分曲线，确定电池是否析锂，并制定电池充电策略。
60.在一些实施例中，将不同充电倍率的微分曲线进行比较，若至少两条微分曲线的峰值之间的差值未超过设定差异阈值，则将峰值最低的微分曲线作为不析锂微分曲线进行保存。例如，图3所示的4条微分曲线中，2c充电倍率对应的微分曲线的峰值与3c充电倍率对应的微分曲线的峰值之间的差值较小，未超过设定差异阈值，且2c充电倍率对应的微分曲线的峰值最低，则可以将2c充电倍率对应的微分曲线作为不析锂微分曲线进行保存。
61.将图3中所示的4c充电倍率，与2c或3c任一充电倍率对应的微分曲线进行对比，在充电至电池容量约32ah时，4c充电倍率对应的微分曲线达到峰值，且对比2c或3c任一充电倍率对应的微分曲线峰值，差异较大，超过设定差异阈值，则确定在4c充电倍率下充电，电池容量达到约32ah时，电池发生析锂。将图3中所示的5c充电倍率，与2c或3c或4c任一充电倍率对应的微分曲线进行对比，在充电至电池容量约30ah时，5c充电倍率对应的微分曲线达到峰值，且对比2c或3c或4c任一充电倍率对应的微分曲线峰值，差异较大，超过设定差异阈值，则确定在5c充电倍率下充电，电池容量达到约30ah时，电池发生析锂。
62.在另一些实施例中，将不同充电倍率的微分曲线进行比较，若任意两条微分曲线的峰值之间的差值均超过设定差异阈值，则可以确定峰值最高的k条微分曲线对应的充电倍率下电池发生析锂；所述k为小于n的正整数。示例性地，当n为4时，k可以是2或3。
63.上述判断电池是否析锂的策略和设定差异阈值是根据历史实验测量结果确定的。在历史实验过程中，在3c充电倍率下对电池进行充电后，对电池进行拆解并对负极片进行观察，可以看到电池的负极片未发生析锂。通过本技术实施例得到的微分曲线，也可以确定3c充电倍率下对电池进行充电，电池并未发生析锂。
64.在历史实验过程中，在4c充电倍率下对电池进行充电，充电至电池容量约30ah时，对电池进行拆解并对负极片进行观察，可以看到电池的负极片未发生析锂。在充电至电池容量在约32ah之后，对电池进行拆解并对负极片进行观察，可以看到电池的负极片中部发生条状析锂。通过本技术实施例得到的微分曲线，也可以确定4c充电倍率下对电池进行充电时，电池容量在约32ah时，微分曲线达到峰值，电池开始发生析锂。
65.在历史实验过程中，在5c充电倍率下对电池进行充电，充电至电池容量在约28ah时，对电池进行拆解并对负极片进行观察，可以看到电池的负极片未发生析锂。在充电至电池容量在约30ah之后，对电池进行拆解并对负极片进行观察，可以看到电池的负极片大面整体发生了析锂。通过本技术实施例得到的微分曲线，也可以确定5c充电倍率下对电池进行充电时，电池容量在约30ah时，微分曲线达到峰值，电池开始发生析锂。
66.通过上述与历史实验结果进行对比可知，本技术实施例提供的电池析锂检测方法，可以准确地检测出电池是否发生析锂。
67.根据上述过程得到的不同充电倍率对应的微分曲线及电池析锂分析结果，可以制定电池充电策略。示例性地，根据图3所示的各条微分曲线所制定的一种电池充电策略可以是：在电池从亏电状态下刚开始充电时，可以以较大的充电倍率进行充电，例如，可以以5c充电，当电池容量达到28ah时，可以降低充电倍率，以4c充电，当电池容量达到30ah时，再次降低充电倍率，以3c充电，直至电池充满容量。
68.使用上述实施例的方法，可以在电池出厂之前，无损地对电池是否析锂进行检测，以便于制定电池的充电策略，方便后续电池的使用。
69.图4示出了本技术实施例提供的另一种电池析锂检测方法的流程图，该电池析锂检测方法可以用于用户在实际使用时，在充电过程中实时地对电池是否析锂进行检测。例如，在对新能源汽车中的电池进行充电时，可以对电池是否析锂进行实时监测，以便于在新能源汽车充电时保护电池的健康与安全，下面以检测新能源汽车的电池是否析锂为例进行说明。
70.s401，在电池充放电过程中，实时检测电池的膨胀力和容量。
71.示例性地，当新能源汽车用户对新能源汽车进行充放电时，可以实时检测电池的膨胀力和容量。例如，可以分别在多个不同时刻检测电池的膨胀力和容量，得到多组膨胀力与容量；其中，每组膨胀力与容量为同一时刻检测到的电池的膨胀力和容量。
72.s402，根据电池膨胀力和容量，生成膨胀力和容量的微分曲线。
73.在一些实施例中，根据步骤s401获取的多组膨胀力和容量，可以生成新能源汽车电池在充放电过程中的膨胀力和容量的微分曲线。
74.s403，将生成的微分曲线与预存的不析锂微分曲线进行对比，得到对比结果。
75.其中，不析锂微分曲线可以是在图2所示的检测过程中生成的。可以将步骤s402中实时检测到的新能源汽车电池膨胀力和容量的微分曲线，与新能源汽车中预存的不析锂微分曲线进行对比，从而得到对比结果。
76.s404，根据对比结果，确定电池是否析锂。
77.示例性地，根据步骤s403中得出的对比结果，可以确定新能源汽车的电池是否析锂。例如，如果检测到实时的微分曲线与预存的不析锂微分曲线之间的差异超过设定的差异阈值，则确定新能源汽车电池析锂，反之，则新能源汽车电池不析锂。
78.s405，若确定电池析锂，则发出报警信号和/或切断充电电源。
79.在一些实施例中，如果确定新能源汽车电池出现析锂，则通过新能源汽车音频或者视频输出装置向用户发出报警信号；如果发出报警信号后，新能源汽车用户在预设的时间内没有进行处理，新能源汽车还可以自主切断充电电源，形成断电保护。
80.使用上述实施例的方法，可以在用户对新能源汽车进行充放电时，实时地对电池是否析锂进行检测，从而保证新能源汽车电池充放电时的使用安全。
81.基于同一发明构思，本技术实施例中还提供了一种电池析锂检测装置，如图5所示，该电池析锂检测装置包括：
82.检测单元501，用于检测电池的膨胀力和容量；
83.数据处理单元502，用于根据所述电池的膨胀力和容量，生成膨胀力和容量的微分曲线；根据所述微分曲线，确定所述电池是否析锂。
84.在一种可选的实施例中，所述检测单元501，具体可以用于：
85.在对电池进行充放电的过程中，分别在多个不同时刻检测所述电池的膨胀力和容量，得到多组膨胀力与容量；其中，每组膨胀力与容量为同一时刻检测到的所述电池的膨胀力和容量。
86.在一种可选的实施例中，所述数据处理单元502，具体可以用于：
87.针对同一电池，对所述多组膨胀力与容量进行微分，根据微分结果生成所述同一电池对应的微分曲线。
88.在一种可选的实施例中，所述检测单元501，具体可以用于：
89.在对n支电池进行充放电的过程中，分别在多个不同时刻检测所述n支电池的膨胀力和容量；所述n支电池处于同一荷电态，且均位于膨胀力工装中，并与充放电机连接；所述n为大于1的整数。
90.在一种可选的实施例中，所述检测单元501，具体可以用于：
91.对不同的电池以不同的充电倍率进行恒流充电，直至达到满电电压；
92.以满电电压对n支电池进行恒压充电；或者，对n支电池进行阶梯电流充电；
93.放电至亏电电压；
94.所述根据所述电池的膨胀力和容量，生成膨胀力和容量的微分曲线，包括：
95.分别根据n支电池的膨胀力和容量，生成不同充电倍率对应的微分曲线，得到n条微分曲线。
96.在一种可选的实施例中，所述数据处理单元502，具体可以用于：
97.对比不同充电倍率对应的微分曲线；
98.若任意两条微分曲线的峰值之间的差值均超过设定差异阈值，则确定峰值最高的
k条微分曲线对应的充电倍率下电池发生析锂；所述k为小于n的正整数。在一种可选的实施例中，所述数据处理单元502，具体可以用于：所述根据所述微分曲线，确定所述电池是否析锂，包括：
99.将所述微分曲线与预存的不析锂微分曲线进行比对；
100.若所述微分曲线与所述不析锂微分曲线之间的差异超过设定差异阈值，则确定所述电池析锂；
101.若确定所述电池析锂，则发出报警信号和/或切断充电电源。
102.与上述电池析锂检测方法的实施例相对应地，本技术实施例还提供了一种电子设备。该电子设备可以是终端设备，例如可以为智能手机、平板电脑，手提电脑或pc机等电子设备，所述终端设备至少包括用于存储数据的存储器和用于数据处理的处理器。其中，对于用于数据处理的处理器而言，在执行处理时，可以采用微处理器、cpu、dsp或fpga实现；对于存储器来说，包含操作指令，该操作指令可以为计算机可执行代码，通过所述操作指令来实现上述本技术实施例的电池析锂检测方法流程中的各个步骤。
103.图6为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图；如图6所示，本技术实施例中的电子设备170包括：处理器171、显示器172、存储器173、总线174。所述处理器171、存储器173和显示器172通过总线174连接，所述总线174用于所述处理器171、存储器173和显示器172之间传输数据。
104.存储器173中存储有计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于实现本技术实施例所述的电池析锂检测方法。处理器171，用于执行上述的电池析锂检测方法，并在显示器172上展示电池是否析锂的信息。
105.本技术实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于实现本技术任一实施例所述的电池析锂检测方法。
106.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
107.本技术是参照根据本技术的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
108.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
109.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计
算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
110.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。