本发明属于锂离子电池安全检测领域,具体涉及一种基于弛豫过程产热特征的锂离子电池析锂检测方法。
背景技术:
1、目前,锂离子电池获得了蓬勃发展,从消费电子扩展至新能源汽车和储能领域。锂离子电池析锂及产生的锂枝晶被认为是造成锂离子电池容量衰减、内短路及安全问题的主要原因。因此,锂离子电池析锂检测是保障锂离子电池安全的重要一环。
2、目前析锂检测方法多聚焦其电化学动力学表观特性,如通过剥离电压平台、弛豫电压平台、析锂电压起始点(石墨负极电压0v v.s.li/li+)、库伦效率、阻抗变化、析锂电压极小值等。现有析锂检测方法常忽略析锂的产热特征,及其与动力学特性之间的相关性,关于析锂过程中电池产热演变规律、与脱嵌锂产热的异同、析锂程度与产热特征的关系等尚未有清晰的认识,对析锂特征识别表现出一定的局限性。单一的动力学特征可能会造成析锂检测的不确定性,多角度识别析锂特征有利于提升析锂检测能力,提高检测可靠性。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本发明提出了一种基于弛豫过程产热特征的锂离子电池析锂检测方法,诱发锂离子电池析锂并随后进行弛豫,同步获取弛豫过程中电池电压和产热曲线,通过弛豫过程中电池产热峰值和电压平台的对应关系可识别出析锂电池。本发明实现了从热力学和动力学双重角度的锂离子电池析锂高效、精准检测。本发明通过获取析锂电池弛豫过程中的产热特征,发现了析锂电池在弛豫过程中不同于未析锂电池的产热峰值,以及电池电压平台与产热峰值的对应关系,最终从动力学与产热特征双重角度实现锂离子电池析锂检测,提高析锂检测的可靠性和准确性。
2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
3、一种基于弛豫过程产热特征的锂离子电池析锂检测方法,包含以下步骤:
4、步骤一,针对一款目标电池,选择一种充电方式触发电池析锂,同步采集电池电压和产热曲线;
5、步骤二,将充电后的电池进行不少于3小时的弛豫,同步采集电池电压和产热曲线;
6、步骤三,检测弛豫过程中电池产热特征变化,判定该电池是否发生析锂。
7、进一步地,所述步骤一中,目标电池可为商用圆柱形电池或方形电池、或自制的扣式、圆柱形、方形及软包电池。
8、进一步地,所述步骤一中,诱发析锂的充电方式包含低温充电、高倍率充电、以及过充。
9、进一步地,所述步骤一和步骤二中,采集电池电压的设备为充放电循环仪,采集产热曲线的设备为量热仪,如扣式电池量热仪、等温量热仪等。若目标电池为扣式电池,则选用扣式电池量热仪;若目标电池为商用电池,则选用等温量热仪。
10、进一步地,所述步骤二中的弛豫时间不小于3小时,以确保析出的锂可完成锂剥离和重嵌入石墨反应。
11、进一步地,所述步骤三中,电池产热特征变化在于,析锂电池会在弛豫过程中出现产热峰值,而未析锂电池弛豫过程中产热呈下降趋势。
12、本发明不受析锂触发条件和电池类型的限制,在析锂安全检测中具备普适性。
13、本发明与现有技术相比的有益效果为:
14、1.本发明创新性地提出依据产热特征检测锂离子电池析锂的方法,相比于传统的通过电信号检测的方法,多信号融合可提升检测可靠性;
15、2.本发明中析锂检测方法是在电池弛豫过程中进行,避免了充放电策略对析锂检测的影响;
16、3.本发明中析锂检测方法不受析锂触发条件和电池类型的限制,在析锂安全检测中具备普适性,为储能系统安全保驾护航;
17、4.基于本发明发现的析锂电池弛豫过程中的产热特征,可进一步构建电池热模型并嵌入至电池管理系统,在新能源汽车和储能电站中应用电、热信号共同检测析锂电池。
1.一种基于弛豫过程产热特征的锂离子电池析锂检测方法,其特征在于,包含以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于弛豫过程产热特征的锂离子电池析锂检测方法,其特征在于,所述步骤一中,目标电池为商用圆柱形电池或方形电池、或自制的扣式、圆柱形、方形电池或软包电池。
3.根据权利要求1所述的一种基于弛豫过程产热特征的锂离子电池析锂检测方法,其特征在于,所述步骤一中,所述充电方式包含低温充电、高倍率充电以及过充。
4.根据权利要求1所述的一种基于弛豫过程产热特征的锂离子电池析锂检测方法,其特征在于,所述步骤一和步骤二中采集电池电压的设备为充放电循环仪,采集产热曲线的设备为量热仪,所述量热仪包括扣式电池量热仪、等温量热仪。
5.根据权利要求1所述的一种基于弛豫过程产热特征的锂离子电池析锂检测方法,其特征在于,所述步骤二中的不小于3小时的弛豫时间确保析出的锂可完成锂剥离和重嵌入石墨反应。
6.根据权利要求1所述的一种基于弛豫过程产热特征的锂离子电池析锂检测方法,其特征在于,所述步骤三中,目标电池的产热特征的变化为:析锂电池在弛豫过程中出现产热峰值,未析锂电池的弛豫过程中产热呈下降趋势。