一种锂离子电池固化程度检测方法和装置与流程

本发明涉及电池检测，特别是涉及一种锂离子电池电解质固化程度的检测方法及装置。

背景技术：

1、锂离子电池因具有输出电压高、能量密度高、循环寿命长、安全性能好、无记忆效应等特点，作为主要的储能器件在各个领域得到广泛应用。锂离子电池的电解质含有可燃的液态有机电解液，当含有液态电解液的锂离子电池受到剧烈冲击时，将会出现易燃易爆等安全事故，因此，采用固态电解质代替现有的液态有机电解液是提高锂离子安全性能的重要手段。

2、由于电解液的浸润程度、固化时间、固化温度等因素的影响，固态电池在电解质固化过程中会导致电解液固化效果不理想，在现有工艺中认为处于完全固化状态时，其电池内部尚有未完全固化的电解质，因此，目前固态电池研究中的重要技术难关之一即电解质固化技术。目前，针对锂电池的固化周期、固化程度等尚未建立较为完整的评判标准，并未形成针对锂离子电池固化程度的检测技术，这造成无法针对在役锂离子电池安全性能开展有效评估。

3、在现有技术中，cn110554078a公开了一种测量固态电解质纯度及倍率性能的方法，用1wt％-99.99wt％的待测的固态电解质磷酸钛铝锂latp粉体材料、0.01wt％-10wt％的粘结剂、0％-10wt％的导电添加剂、0wt％-2wt％的分散剂和0wt％-2wt％的助剂形成混合浆料，制备固态电解质latp极片；所述固态电解质latp极片的面质量在0.01g/cm2-40g/cm2之间；将所述固态电解质latp极片与隔膜和金属锂装成扣式半电池；将所述扣式半电池静置8-32小时；对所述扣式半电池进行梯度倍率放电，放电倍率包括一组设定放电倍率值，放电截至电压在设定阈值范围内选取；测试所述扣式半电池的实际放电比容量，通过实际放电比容量与理论比容量的比值确定固态电解质latp的纯度，通过在设定放电倍率中的最高倍率下的放电比容量与实际放电比容量的比值衡量固态电解质latp的倍率性能。

4、然而，上述现有技术虽然针对磷酸钛铝锂作为固态电解质时，对其纯度及倍率性能进行检测，当仍然不能针对锂离子电池的固化周期、固化程度进行评价，特别是无法针对正在服役的锂离子电池的固化程度开展无损检测。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池电解质固化程度检测方法，该检测方法能够对在役锂离子电池的固化程度进行无损检测。

2、本发明涉及一种锂离子电池固化程度检测方法，第一步骤，获取记忆信号，该记忆信号包括针对材料、工艺与被检测固态锂离子电池相一致的标准样件，或者在被检测固态锂离子电池的正负极tof获取的多个位置的超声检测信息；第二步骤，对待检测锂离子电池进行检测，获取每个检测位置点的超声检测信号值；第三步骤，将待检测锂离子电池的超声检测信号值与上述第一步骤的超声检测信息进行比较，获得相似度系数，基于相似度系数判断锂离子电池固化是否存在缺陷。

3、优选地，在上述第一步骤获取多个位置的超声检测信息后，将所获取的超声检测信息按照数据分组的形式构建记忆矩阵。

4、优选地，在第三步骤中，将相似度系数与阈值进行比较，当相似度系数小于阈值时，则判定该锂离子电池固化存在缺陷。

5、优选地，上述阈值根据被检测固态锂离子电池固化程度的材料、工艺特点确定，其数字范围为80％-100％。

6、优选地，上述第一步骤中获取的超声检测信号为：

7、

8、上式中，us(t)为超声检测信号，其表示第i个检测位置的超声检测信号中的第j个时间t的超声检测信号值，其中，表示第i个检测位置的超声检测信号中的第j个时间t位置点的超声检测信号值，上角标g表示“无缺陷区”，j＝1，2，...，m，m＝f*[ted-tst]，f为数据采样频率，tst、ted分别为超声检测信号采集记录的时间起点和宽度，i＝1，2，3，...，n，n为获取的超声检测信号的最大组数。

9、优选地，上述n跟据被检测固态锂离子电池固化程度的材料、工艺特点确定，n＞10。

10、优选地，在上述第二步骤中，检测位置点的超声检测信号值为：

11、

12、上式中，ut(t)超声检测信号，上述公式表示当前检测位置的超声检测信号中的第j个时间t位置点的超声检测信号值，上角标t表示当前“检测”位置点，其中，表示当前检测位置的超声检测信号中的第j个时间t位置点的超声检测信号值，上角标t表示当前“检测”位置点的意思。

13、本发明还涉及一种锂离子电池固化程度检测装置，该装置包括超声换能器(1)、超声发射/接收单元(2)、信号记忆单元(3)和显示信号单元(4)，其中，该装置使用上述检测方法对锂离子电池固化程度进行检测。

14、优选地，上述超声检测信息及超声检测信号值均存储在信号记忆单元(3)中。

15、上述检测方法及装置能针对锂离子电池的固化周期、固化程度进行评价，特别是针对正在服役的锂离子电池的固化程度开展无损检测，具有较好的效果。

技术特征：

1.一种锂离子电池固化程度检测方法，其特征在于，

2.如权利要求1所述的锂离子电池固化程度检测方法，其特征在于，

3.如权利要求1所述的锂离子电池固化程度检测方法，其特征在于，

4.如权利要求3所述的锂离子电池固化程度检测方法，其特征在于，

5.如权利要求1所述的锂离子电池固化程度检测方法，其特征在于，

6.如权利要求5所述的锂离子电池固化程度检测方法，其特征在于，

7.如权利要求1所述的锂离子电池固化程度检测方法，其特征在于，

8.一种锂离子电池固化程度检测装置，其特征在于：

9.如权利要求8锂离子电池固化程度检测装置，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种锂离子电池固化程度检测方法和装置，该方法和装置首先获取记忆信号，该记忆信号包括针对材料、工艺与被检测固态锂离子电池相一致的标准样件，或者在被检测固态锂离子电池的正负极TOF获取的多个位置的超声检测信息；其次，对待检测锂离子电池进行检测，获取每个检测位置点的超声检测信号值；最后，将待检测锂离子电池的超声检测信号值与上述第一步骤的超声检测信息进行比较，获得相似度系数，基于相似度系数判断锂离子电池固化是否存在缺陷。上述检测方法和装置能够有效地针对锂离子电池固化程度进行检测，并针对在役锂离子电池安全性能开展有效评估。

技术研发人员：香勇
受保护的技术使用者：清能博创（珠海）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25