一种锂离子电池注液量的判定方法与流程

本发明涉及锂电池，具体涉及一种锂离子电池注液量的判定方法。

背景技术：

1、在锂离子电芯初期研发过程中，电芯的注液量将严重影响电芯性能的发挥。电解液的注液量过少将导致电芯界面浸润性较差，从而造成界面接触不良，影响电池性能的发挥。电解液的注液量过多又会降低电芯质量能量密度，且还提高了电芯的生产成本。但锂离子电芯中电解液的注液量受正负极材料、壳体形状、隔膜性质等的影响，很难做出直接判断，传统的判断方法通常为将注液后满充态的电池进行拆解，并观察负极来判断注液量是否足够，因是人为观察判断，不仅判断不准确，还费时费力，影响开发进程。

2、cn 109186711 a中公开了一种锂离子电池注液量的判定方式，该判定方式通过将待注液合格电芯划分为多组，并进行标记；固定电池最低注液量，对注液量进行梯度增加设计，具体梯度组别与电芯组别数量一致并进行对应；对电芯进行注液工步，保证每组电芯实际注液量达到设计注液量要求；对电芯进行老化、化成工步，并对化成后电芯进行内阻数据采集和记录；按照电芯制作工序进行分容工序，对电芯进行内阻数据采集并记录；对电芯的内阻数据进行分析，确定可以满足电芯的合适注液量。该判断方法采用锂离子电芯的内阻来判定电解液量，但内阻包括欧姆内阻、极化内阻和扩散内阻等，对于不同电芯来讲各内阻之间的波动较大，极差在15%以上，从而无法准确判断电芯的注液量。同时，对于内阻测量，需新增内阻测试设备，测试设备本身存在误差，从而也会影响电芯注液量判断的准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种锂离子电池注液量的判定方法，以解决现有电芯注液量判断方法存在不准确，以及操作繁琐、费时费力的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种锂离子电池注液量的判定方法，包括以下步骤：

4、s1、将化成后的电芯进行恒流充电至电压上限，计算获得恒流充电容量；

5、s2、将经过恒流充电后的电芯进行恒压充电至电流下限，获得恒压充电容量；

6、s3、根据所述恒流充电容量和恒压充电容量，计算获得恒流充电比；

7、s4、根据恒流充电比与恒流充电比预设阈值，计算获得注液量判定参数，将所述注液量判定参数与注液量判定参数预设阈值进行比较，以判定锂离子电池的注液量是否足够。

8、根据上述技术手段，通过对化成后的电芯进行恒流充电后再进行恒压充电，然后通过计算得到注液量判定参数，通过注液量判定参数与注液量判定参数预设阈值进行比较，来判断注液量是否足够，因注液量判定参数稳定，不同电芯间差异小于5%，因此，采用注液量判定参数能准确判断注液量是否足够，且具有稳定性高和实用性强的优点。

9、优选的，所述s1中，恒流充电的电流为i1，恒流充电至电压上限的时间为t1，则恒流充电容量c1= i1* t1。

10、优选的，所述s3中，恒压充电容量为c2，则恒流充电比w= c1/(c1+c2)。

11、其中，恒压充电容量c2是通过充放电软件测量电流与时间，然后进行积分得到的，属于常规的计算方法。

12、优选的，所述s4中，恒流充电比为w，恒流充电比预设阈值为w0，则注液量判定参数σ=|w0-w|/w0；

13、当σ小于或等于注液量判定参数预设阈值σ0时，则判定锂离子电池的注液量足够；当σ大于注液量判定参数预设阈值σ0时，则判定锂离子电池的注液量不足。

14、其中，恒流充电比预设阈值为w0为电芯设计允许最高注液量时的恒流充电比，是通过计算得到的，注液量判定参数预设阈值σ0为电芯设计允许最高注液量时的注液量判定参数，注液量判定参数预设阈值σ0是通过试验标定得到的。

15、优选的，所述s1中，恒流充电的充电倍率在0.1c~1c之间。

16、其中，该充电倍率的设置范围为化成流程采用的充电倍率，过快或过慢都不利于化成，因此，以此作为恒流充电的充电倍率，有效保证了判定结果的准确性。

17、优选的，所述恒流充电的充电倍率为0.33c。

18、优选的，所述s1中，电压上限在3.6v~4.5v之间。

19、优选的，所述s2中，电流下限在0.01c~0.1c之间。

20、其中，0.01c~0.1c为恒压充电截止判定条件，以此作为电流下限，有效保证了判定结果的准确性。

21、优选的，述s2中，电流下限为0.05c。

22、优选的，所述预设阈值σ0在0.01~0.05之间。

23、优选的，所述预设阈值σ0为0.02。

24、本发明的有益效果：

25、本发明的锂离子电池注液量的判定方法，通过对化成完成后的电芯进行充电，使得石墨或硅碳复合负极会嵌锂发生膨胀，膨胀的负极会吸取更多的电解液，导致游离态电解液减少，如果注液量不够，在充电的后期，负极会持续膨胀，导致电芯正负极之间没有足够的游离态电解液，造成界面较差，正负极接触不良，这将导致充电过程中极化电压的增大，恒流阶段的电芯更容易达到截至电压，从而使得充电过程恒流阶段时间缩短，恒压阶段时间增长，恒流充电比减小，从而使得注液量判定参数增大，因此可以通过计算注液量判定参数与注液量判定参数预设阈值进行比较，来判断电芯注液量是否满足要求，且具有准确性高、操作简单的优点。同时，当电解液注液量足够时，再次提高注液量并不会改变注液量判定参数，因此，此方法还可以便捷的判断出电芯注液量的临界点，在锂电池技术领域，具有推广应用价值。

技术特征：

1.一种锂离子电池注液量的判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述锂离子电池注液量的判定方法，其特征在于，所述s1中，恒流充电的电流为i1，恒流充电至电压上限的时间为t1，则恒流充电容量c1= i1* t1。

3.根据权利要求2所述锂离子电池注液量的判定方法，其特征在于，所述s3中，恒压充电容量为c2，则恒流充电比w= c1/(c1+c2)。

4.根据权利要求3所述锂离子电池注液量的判定方法，其特征在于，所述s4中，恒流充电比为w，恒流充电比预设阈值为w0，则注液量判定参数σ=|w0-w|/w0；

5.根据权利要求1所述锂离子电池注液量的判定方法，其特征在于，所述s1中，恒流充电的充电倍率在0.1c~1c之间。

6.根据权利要求5所述锂离子电池注液量的判定方法，其特征在于，所述恒流充电的充电倍率为0.33c。

7.根据权利要求1所述锂离子电池注液量的判定方法，其特征在于，所述s1中，电压上限在3.6v~4.5v之间。

8.根据权利要求1所述锂离子电池注液量的判定方法，其特征在于，所述s2中，电流下限在0.01c~0.1c之间。

9.根据权利要求4所述锂离子电池注液量的判定方法，其特征在于，所述注液量判定参数预设阈值σ0在0.01~0.05之间。

10.根据权利要求9所述锂离子电池注液量的判定方法，其特征在于，所述注液量判定参数预设阈值σ0为0.02。

技术总结
本发明涉及一种锂离子电池注液量的判定方法。判定方法包括以下步骤：将化成后的电芯进行恒流充电至电压上限，计算获得恒流充电容量；将经过恒流充电后的电芯进行恒压充电至电流下限，获得恒压充电容量；根据所述恒流充电容量和恒压充电容量，计算获得恒流充电比；根据恒流充电比与恒流充电比预设阈值，计算获得注液量判定参数，将注液量判定参数与注液量判定参数预设阈值进行比较，以判定锂离子电池的注液量是否足够。本发明解决了现有电芯注液量判断方法存在不准确，以及操作繁琐、费时费力的问题。

技术研发人员：黄旭东,庹爱雪,牟丽莎,李宗华
受保护的技术使用者：重庆长安新能源汽车科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13