锂离子电池低温充电析锂评估方法及相关设备与流程

本发明涉及锂离子电池，尤其涉及一种锂离子电池析锂评估方法及相关设备。

背景技术：

1、锂离子电池因具有较高的能量密度、工作电压、循环寿命等，被广泛应用于各种电子产品，并被认为是电动汽车的理想配套电源。在充电过程中，锂离子从正极脱出并嵌入负极，当正极脱锂速率过快(如快充)或负极嵌锂速率降低(如高soc(state of charge，荷电状态)、低温)时，锂离子易在负极表面析出并形成金属锂(析锂)，对电池的安全、寿命产生负面影响。因此，准确诊断充电过程是否析锂并采取优化，对电池的应用发展具有很重要的意义。

2、常规使用的电池析锂评估方法包括：三电极法、模型法和电池拆解法。但都存在一定的问题，如电池拆解法成本较高且拆解电池较难重复使用；三电极法和模型法均依据负极电位进行析锂评估，模型法需要提前对模型参数进行训练，不同工况下模型的参数不同，普适性较差；而采用三电极来监测负极电位对三电极的制备工艺要求较严格且不适用于产线中批量不同规格电池的评估。因此，亟需一种更加合理且便捷的评估方式对锂离子电池的析锂情况进行分析和评估。

技术实现思路

1、本发明提供一种锂离子电池低温充电析锂评估方法及相关设备，用以解决现有技术中无法合理和便捷的对锂离子电池在充电过程中的析锂情况进行分析和评估的问题。

2、本发明提供一种锂离子电池低温充电析锂评估方法，包括：

3、根据工况温度和电池体系，获取所评估的电池在所述工况温度下的参考电压-soc曲线、易析锂soc区间和析锂阈值；

4、获取所述电池在所述工况温度和目标倍率电流进行充电时的电压-soc曲线，并根据所述电压-soc曲线、所述易析锂soc区间和所述参考电压-soc曲线，确定待评估极化电位；

5、将所述待评估极化电位与所述析锂阈值进行对比，确定所述电池在是否存在析锂风险。

6、根据本发明提供的一种锂离子电池低温充电析锂评估方法，所述方法还包括：

7、确定工况温度，获取在所述工况温度时所述电池在不同倍率下的电压-容量曲线，并以额定容量对电池容量进行归一化处理，得到各倍率对应的倍率电压-soc曲线；

8、对所述电压-soc曲线进行分析，确定参考电压-soc曲线和易析锂soc区间；

9、获取所述电池体系中负极材料的平衡电位，并将所述电池的负极在所述易析锂soc区间内的最高平衡电位作为析锂阈值。

10、根据本发明提供的一种锂离子电池低温充电析锂评估方法，所述对所述电压-soc曲线进行分析，确定参考电压-soc曲线和易析锂soc区间，包括：

11、将所述电压-soc曲线在第一soc区间内进行对比，并当在所述第一soc区间内，以第一电流i1进行充电时的曲线部分与以第二电流i2进行充电时的曲线部分重合时，将以所述第一电流充电得到的电压-soc曲线作为参考电压-soc曲线，其中，所述第一电流小于所述第二电流，0<(i2-i1)/1c<0.1，1c为电池1小时放完电池容量所用电流，所述第一soc区间为50％-100％soc。

12、对比所述参考电压-soc曲线，以电压随电流增加出现的电压峰值区域为易析锂soc区间，其中，所述第一soc区间的最低soc高于所述易析锂soc区间的最高soc。

13、根据本发明提供的一种锂离子电池低温充电析锂评估方法，所述根据工况温度和电池体系，获取所评估的电池在所述工况温度下的参考电压-soc曲线、易析锂soc区间和析锂阈值，包括：

14、根据所述工况温度和所述电池的电池型号进行查询匹配，得到所述电池的参考电压-soc曲线、易析锂soc区间和析锂阈值。

15、根据本发明提供的一种锂离子电池低温充电析锂评估方法，所述获取所述电池在所述工况温度和目标倍率电流进行充电时的电压-soc曲线，并根据所述电压-soc曲线、所述易析锂soc区间和所述参考电压-soc曲线，确定待评估极化电位，包括：

16、获取所述电池在基于所述目标工况进行充电时的电压-容量曲线，并以所述额定容量对电池容量进行归一化处理，得到在所述目标工况下的电压-soc曲线；

17、在所述易析锂soc区间内获取所述电压-soc曲线的最高电压，以及获取所述参考电压-soc曲线的参考电压；

18、计算所述最高电压与所述参考电压的绝对差值，并将所述绝对差值作为待评估极化电位。

19、根据本发明提供的一种锂离子电池低温充电析锂评估方法，所述将所述待评估极化电位与所述析锂阈值进行对比，确定所述电池是否存在析锂风险，包括：

20、将所述待评估极化电位与所述析锂阈值进行大小比较，确定所述待评估极化电位与所述析锂阈值的大小关系；

21、若所述待评估极化电位小于所述析锂阈值，则确定所述电池不存在析锂风险；

22、若所述待评估极化电位大于或者等于所述析锂阈值，则确定所述电池存在析锂风险。

23、根据本发明提供的一种锂离子电池低温充电析锂评估方法，所述将所述待评估极化电位与所述析锂阈值进行对比，确定所述电池是否存在析锂风险之后，还包括：

24、若确定所述电池存在析锂风险，则将所述电池标记为风险状态，并对所述电池的工况进行优化，得到所述电池不析锂时的工况条件。

25、本发明还提供一种锂离子电池低温充电析锂评估装置，包括：

26、参考数据获取模块，用于根据工况温度和电池体系，获取所评估的电池在所述工况温度下的参考电压-soc曲线、易析锂soc区间和析锂阈值；

27、实测数据获取模块，用于获取所述电池在所述工况温度和目标倍率电流进行充电时的电压-soc曲线，并根据所述电压-soc曲线、所述易析锂soc区间和所述参考电压-soc曲线，确定待评估极化电位；

28、析锂评估对比模块，用于将所述待评估极化电位与所述析锂阈值进行对比，确定所述电池在是否存在析锂风险。

29、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述锂离子电池低温充电析锂评估方法。

30、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述锂离子电池低温充电析锂评估方法。

31、本发明提供的锂离子电池低温充电析锂评估方法及相关设备，在对锂离子电池进行析锂评估时，确定需要进行评估的锂离子电池的参考数据，包括参考电压-soc曲线、易析锂soc区间和析锂阈值，且参考数据基于所设置的工况温度和电池体系确定，然后获取电池在工况温度和目标倍率电流下进行充电的实测数据，包括电压-soc区间，进而确定进行实际充电时的待评估极化电位，最后将待评估极化电位与析锂阈值进行对比，确定电池是否存在析锂风险。本发明的方法实现了低温充电过程析锂的快速、准确评估。

技术特征：

1.一种锂离子电池低温充电析锂评估方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的锂离子电池低温充电析锂评估方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的锂离子电池低温充电析锂评估方法，其特征在于，所述对所述电压-soc曲线进行分析，确定参考电压-soc曲线和易析锂soc区间，包括：

4.根据权利要求1所述的锂离子电池低温充电析锂评估方法，其特征在于，所述根据工况温度和电池体系，获取所评估的电池在所述工况温度下的参考电压-soc曲线、易析锂soc区间和析锂阈值，包括：

5.根据权利要求2所述的锂离子电池低温充电析锂评估方法，其特征在于，所述获取所述电池在所述工况温度和目标倍率电流进行充电时的电压-soc曲线，并根据所述电压-soc曲线、所述易析锂soc区间和所述参考电压-soc曲线，确定待评估极化电位，包括：

6.根据权利要求1所述的锂离子电池低温充电析锂评估方法，其特征在于，所述将所述待评估极化电位与所述析锂阈值进行对比，确定所述电池是否存在析锂风险，包括：

7.根据权利要求1所述的锂离子电池低温充电析锂评估方法，其特征在于，所述将所述待评估极化电位与所述析锂阈值进行对比，确定所述电池是否存在析锂风险之后，还包括：

8.一种锂离子电池低温充电析锂评估装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述锂离子电池低温充电析锂评估方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述锂离子电池低温充电析锂评估方法。

技术总结
本发明提供一种锂离子电池低温充电析锂评估方法及相关设备，其中方法包括：根据工况温度和电池体系，获取所评估的电池在工况温度下的参考电压‑SOC曲线、易析锂SOC区间和析锂阈值；获取电池在工况温度和目标倍率电流进行充电时的电压‑SOC曲线，并根据电压‑SOC曲线、易析锂SOC区间和参考电压‑SOC曲线，确定待评估极化电位；将待评估极化电位与析锂阈值进行对比，确定电池在是否存在析锂风险。提高了析锂评估的便捷性和准确性。

技术研发人员：张海燕,常增花,钱义,姜景栋,兰琪瑜,刘星阁,李翔,王建涛
受保护的技术使用者：国联汽车动力电池研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15