循环析锂无损检测方法及系统与流程

本发明涉及锂离子动力电池，具体涉及循环析锂无损检测方法及系统。

背景技术：

1、目前，锂离子电池的析锂检测方法主要为三电极测试检测负极电位判断是否存在析锂风险和界面拆解界面观测是否存在析锂。然而，三电极无法检测实际电芯循环过程中的析锂，界面拆解既要损坏电芯也无法锁定析锂出现的时间。公布号为cn111082173a的现有发明专利申请文献《一种基于预防析锂的锂离子电池快速充电方法》基于电化学模型的商业软件，判断出不同温度、不同充电电流、不同荷电状态、不同健康状态下电池的负极电位，通过三电极电池所实测负极电位与电化学模型所仿真出的负极电位进行比较对模型进行标定，标定好的模型进行参数化扫描即可得不产生析锂现象的最大电流谱图。但该现有技术构建模型采用的数据，仍需使用三电极测试方法进行检查，仅能对析锂时间进行预测，无法实时检测实际电芯循环过程中的析锂现象。

2、公布号为cn113805074a的现有发明专利申请文献《用于锂电池的测试装置以及测试方法》，所述测试装置包括：充放电模块，所述充放电模块用于对电池进行充放电测试；采集模块，所述采集模块用于采集所述电池在充放电过程中的电压值；分析模块，所述分析模块用于计算所述电池的荷电状态以及dv/dsoc的数值，其中v表示所述电压值，soc表示所述荷电状态；以及输出模块，所述输出模块用于输出测试结果曲线以及与析锂点相关联的数据。该现有技术虽然避免采用三电极测试方法，但无法对电池的析锂进行无损检测。

3、综上，现有技术存在无损检测困难导致析锂检测成本高，以及实际电芯循环过程中的析锂现象难以实时检测的技术问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有技术中无损检测困难导致析锂检测成本高，以及实际电芯循环过程中的析锂现象难以实时检测的技术问题。

2、本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：循环析锂无损检测方法包括：

3、s1、通过预设电流对电池进行充放电循环操作；

4、s2、实时监测充放电循环操作中的充放电数据，检测电池的电压变化曲线、容量变化曲线；

5、s3、在充放电循环操作中，积分处理电压变化曲线、容量变化曲线，以得到平均充电电压、平均放电电压；

6、s4、在充放电循环操作中，对平均充电电压以及平均放电电压进行求和处理，以得到充电电压增加值、放电电压增加值；

7、s5、处理充电电压增加值以及放电电压增加值，以得到由锂损失导致的位移电压lvc；

8、s6、根据位移电压lvc，获取并监测位移电压曲线以及容量衰减曲线，根据位移电压曲线、容量衰减曲线的变化状态，判定发生析锂现象，并获取电池在析锂发生时的临界寿命以及析锂时刻。

9、本发明创造性地首先通过预设电流对电池进行充放电循环，在循环过程中检测所述电池的电压、容量；接着对所述电压、容量进行积分处理，求得平均充电电压和平均放电电压，进一步处理得位移电压，根据处理后的位移电压变化曲线是否存在突变，确定所述电池在预设电流下循环到何时出现析锂现象。由此，本发明可实现无损检测析锂，并且检测成本低廉。

10、在更具体的技术方案中，步骤s1中，根据电池的充电倍率，处理得到预设电流。

11、在更具体的技术方案中，充电倍率的取值范围包括：[1/6c,2c]。

12、在更具体的技术方案中，步骤s2中，充放电数据包括：充放电电压、充放电容量以及充放电能量。

13、本发明利用预设电流及预置的电池充电北路对电池进行充放电循环，在循环过程中实时检测所述电池的电压、容量，便于对电池的析锂现象的实时检测。

14、在更具体的技术方案中，步骤s5包括：

15、s51、利用预置逻辑求取平均充电电压为vav,c、平均放电电压为vav,d；

16、s52、以平均充电电压与平均放电电压之和的1/2为lv值；

17、s53、计算平均充电电压vav,c、平均放电电压vav,d及lv值，以将lv值的变化量作为位移电压lvc。

18、在更具体的技术方案中，步骤s52中，利用下述逻辑求取平均充电电压vav,c、平均放电电压vac,d：

19、vav,c＝ec/qc

20、vac,d＝ed/qd

21、式中，vc为充电电压，vd为放电电压，qc为充电容量，qd为放电容量，ec为充电能量，ed为放电能量，c表示充电，d表示放电。

22、在更具体的技术方案中，步骤s52中，利用下述逻辑处理得到位移电压lvc：

23、lv＝1/2(vav,c+vav,d)

24、lvc＝lvn-lv20

25、式中，n为循环周数。

26、本发明通过原位检测锂储量损失导致的lvc急剧增加，无损检测电池循环过程中是否发生析锂以及析锂发生的时刻，实现了对电池循环中的析锂现象的实时检测。

27、在更具体的技术方案中，步骤s6中，在电池发生析锂现象时，获取位移电压曲线的突变点对应的周数，以作为析锂出现的时刻。

28、在更具体的技术方案中，步骤s6中，根据析锂检测方法，确定电池在任意周数的析锂情况，据以求取析锂寿命。

29、在更具体的技术方案中，循环析锂无损检测系统包括：

30、充放电模块，用以通过预设电流对电池进行充放电循环操作；

31、电压容量曲线监测模块，用以实时监测充放电循环操作中的充放电数据，检测电池的电压变化曲线、容量变化曲线，电压容量曲线监测模块与充放电模块连接；

32、平均充放电电压获取模块，用以在充放电循环操作中，积分处理电压变化曲线、容量变化曲线，以得到平均充电电压、平均放电电压，平均充放电电压获取模块与电压容量曲线监测模块连接；

33、充放电压增量获取模块，用以在充放电循环操作中，对平均充电电压以及平均放电电压进行求和处理，以得到充电电压增加值、放电电压增加值，充放电压增量获取模块与平均充放电电压获取模块连接；

34、位移电压求取模块，用以处理充电电压增加值以及放电电压增加值，以得到由锂损失导致的位移电压lvc，位移电压求取模块与充放电压增量获取模块连接；

35、析锂无损检测结果获取模块，用以根据位移电压lvc，获取并监测位移电压曲线以及容量衰减曲线，根据位移电压曲线、容量衰减曲线的变化状态，判定发生析锂现象，并获取电池在析锂发生时的临界寿命以及析锂时刻，析锂无损检测结果获取模块与位移电压求取模块连接。

36、本发明相比现有技术具有以下优点：

37、本发明创造性地首先通过预设电流对电池进行充放电循环，在循环过程中检测所述电池的电压、容量；接着对所述电压、容量进行积分处理，求得平均充电电压和平均放电电压，进一步处理得位移电压，根据处理后的位移电压变化曲线是否存在突变，确定所述电池在预设电流下循环到何时出现析锂现象。由此，本发明可实现无损检测析锂，并且检测成本低廉。

38、本发明利用预设电流及预置的电池充电北路对电池进行充放电循环，在循环过程中实时检测所述电池的电压、容量，便于对电池的析锂现象的实时检测。

39、本发明通过原位检测锂储量损失导致的lvc急剧增加，无损检测电池循环过程中是否发生析锂以及析锂发生的时刻，实现了对电池循环中的析锂现象的实时检测。

40、本发明解决了现有技术中存在的无损检测困难导致析锂检测成本高，以及实际电芯循环过程中的析锂现象难以实时检测的技术问题。