一种析锂检测方法、充电装置、计算机存储介质及控制器与流程

本发明属于电池检测，尤其涉及一种析锂检测方法、充电装置、计算机存储介质及控制器。

背景技术：

1、为了确保充电设备、电池组、用电设备等的稳定、高效使用，有必要改进其故障诊断和相关特征参数的检测能力。

2、对于锂电池，其析锂现象缺乏可靠的检测手段；一方面：快速充电、低温充电、过充电等恶劣或极端工况使析锂风险增加；另一方面，析锂过程产生的单质锂会导致电池可用的锂离子减少进而加速电池容量衰减；此外，析锂过程还会导致电池异常产热，并增加隔膜穿刺甚至短路和热失控风险；因此，对析锂故障电池的筛选也成为了必要的工艺过程。

3、相关的析锂检测技术，如需要拆解电池，则难以满足无损、在线处理的需要；研究还发现，电池自燃等热失效过程大概率发生在充电阶段；其中，析锂后锂枝晶导致内短路的过程，也亟需改善其预警机制。

技术实现思路

1、本发明实施例公开了一种析锂检测方法，包括第一充电测试步骤、第二温度修正步骤、第三析锂判定步骤；其第一充电测试步骤获取锂电池第一充电过程样本数为i的第一电阻序列ri，并由该第一电阻序列ri与第一充电过程对应的第一荷电状态序列soci构造第一电阻序列ri与第一荷电状态序列soci的第一变化曲线/数据集；其中，i大于预设的正整数fn。

2、进一步地，其第二温度修正步骤获取预设温度时第一电阻序列ri的第一修正数据集，并根据第一修正数据集对其第一变化曲线/数据集进行补偿得到第二特征变化曲线/数据集；其第三析锂判定步骤获取指定充电过程的第三电阻序列rj及其经过温度修正后获得的第三变化曲线/数据集；j为小于或等于i的正整数；如第三变化曲线/数据集与第二特征变化曲线/数据集在对应的第一荷电状态序列soci的差值大于预设阈值，则判定为析锂存在。

3、进一步地，如第一变化曲线/数据集存在由已知析锂过程/状态导致的第四特征曲线/数据集，则可禁止第二温度修正步骤和第三析锂判定步骤并跳过上述处理过程，直接判定为析锂存在。

4、其中，第一变化曲线/数据集可采用预设的第一荷电状态变动步长l为间隔来获取第一电阻序列ri，并相应地构造其第一变化曲线/数据集。

5、具体地，其第一荷电状态变动步长l可以是百分值1至百分值5之间预设百分比的额定荷电容量socn；对于特定的场合，可选择其第一荷电状态变动步长l为百分之5的额定荷电容量socn。

6、进一步地，其第一充电过程可以采用脉冲充电、恒流充电和/或多段恒流充电等方式；而第一电阻序列ri可由第一充电过程中预设数量的电压变化量dui与电流变化量dii之商得到。

7、具体地，在恒流充电过程达到充电截止电压后，可采用恒压充电继续充电至充电电流变为二十分之一的放电电流。

8、此外，其第一充电测试步骤、第二温度修正步骤、第三析锂判定步骤可针对备选电池进行检测；该备选电池含锂元素的比例小于预设阈值或该备选电池为非锂电池；也就是说，如第三变化曲线/数据与第二特征变化曲线/数据在对应的第一荷电状态序列soci时的差值大于预设阈值，则判定为备选电池异常存在。

9、进一步地，其第一修正数据集可采用包括hppc测试在内的已知标准过程获得；该hppc测试过程的测试环境包括摄氏-15度、-5度、0度、10度和/或25度；其第二温度修正单元补偿过程的速率常数k为指前因子ae减去表现活化能ea与温度补偿值之差；其温度补偿值等于摩尔气体常量r与绝对温度t之积。

10、相应地，本发明实施例还公开了一种充电装置，包括第一充电测试单元、第二温度修正单元、第三析锂判定单元；其第一充电测试单元可获取锂电池第一充电过程样本数为i的第一电阻序列ri，并由该第一电阻序列ri与第一充电过程对应的第一荷电状态序列soci构造第一电阻序列ri与第一荷电状态序列soci的第一变化曲线/数据集；其中，i大于预设的正整数fn。

11、进一步地，其第二温度修正单元可获取预设温度时第一电阻序列ri的第一修正数据集，并根据该第一修正数据集对第一变化曲线/数据集进行补偿得到第二特征变化曲线/数据集；其第三析锂判定单元则获取指定充电过程的第三电阻序列rj及其经过温度修正后获得的第三变化曲线/数据集；j为小于或等于i的正整数。

12、进一步地，如该第三变化曲线/数据集与第二特征变化曲线/数据集在对应的第一荷电状态序列soci的差值大于预设阈值，则判定为析锂存在。

13、其中，如其第一变化曲线/数据集存在由已知析锂过程/状态导致的第四特征曲线/数据集，则可禁止第二温度修正单元和第三析锂判定单元并判定为析锂存在。

14、进一步地，其第一变化曲线/数据集可采用预设的第一荷电状态变动步长l为间隔获取第一电阻序列ri，并相应地构造其第一变化曲线/数据集。

15、其中，第一荷电状态变动步长l可以是百分值1至百分值5之间预设百分比的额定荷电容量socn。

16、进一步地，其第一充电过程可采用脉冲充电、恒流充电和/或多段恒流充电等方式；其第一电阻序列ri可由第一充电过程中预设数量的电压变化量dui与电流变化量dii之商得到；如其恒流充电过程达到充电截止电压后，可采用恒压充电继续充电至充电电流变为二十分之一的放电电流。

17、进一步地，其第一充电测试单元、第二温度修正单元、第三析锂判定单元可针对备选电池进行检测；该备选电池含锂元素的比例小于预设阈值或该备选电池为非锂电池；如其第三变化曲线/数据与第二特征变化曲线/数据在对应的第一荷电状态序列soci时的差值大于预设阈值，则判定为备选电池异常存在。

18、具体地，其第一修正数据集可采用包括hppc测试在内的已知标准过程获得；该hppc测试过程的测试环境包括摄氏-15度、-5度、0度、10度和/或25度；其第二温度修正单元补偿过程的速率常数k为指前因子ae减去表现活化能ea与温度补偿值之差；该温度补偿值等于摩尔气体常量r与绝对温度t之积。

19、相应地，本发明实施例还公开了一种计算机存储介质和控制器；其计算机存储介质包括用于存储计算机程序的存储介质本体；计算机程序在被微处理器执行时，可实现如上任一析锂检测方法；而其控制器则可包括如上任一的充电装置和/或任一的计算机存储介质并解决同样的技术问题，即对析锂过程这一异常现象进行检测和判定。

20、 综上，本发明通过引入第二温度修正步骤的补偿过程，结合第一充电测试步骤和第三析锂判定步骤实现了电池故障的无损判定；将测试过程构建的第一变化曲线/数据集在温度补偿后得到了判别依据即第二特征变化曲线/数据集，进而将实际充电过程中的第三变化曲线/数据集与之进行比较；其检测过程可基于hppc（hybrid pulse powercharacterization）标准，亦可在获得第一电阻序列与第一荷电状态序列的基础上通过补偿提升判定的准确性和检测效率；其产品通过信息处理的方式实现了电池的故障诊断，有利于改善电池的可靠性并延长相关系统的使用寿命。

21、需要说明的是，在本文中采用的“第一”、“第二”等类似的语汇，仅仅是为了描述技术方案中的各组成要素，并不构成对技术方案的限定，也不能理解为对相应要素重要性的指示或暗示；带有“第一”、“第二”等类似语汇的要素，表示在对应技术方案中，该要素至少包含一个。