一种软包锂离子电芯漏液期限推断方法与流程

本发明涉及电池检测，尤其涉及一种软包锂离子电芯漏液期限推断方法。

背景技术：

1、锂离子电芯在使用过程中会产生气体，因为软包电芯结构的特殊性，产气后电芯会有鼓胀现象。由于软包电芯封装的局限性，容易出现产气多导致内部压力大以致于漏液状况。在实际使用过程中，电芯设置在模组结构中，电芯内产生的气体会分布在电芯的四周，主要是在电芯的极耳封印区。现有对软包电芯漏液检测技术步骤较为繁琐，且所用设备较为复杂，漏液检测成本较高。

2、在中国专利文献上公开的“一种检测软包锂离子电池铝塑复合膜的方法”，其公开号为cn108281707 a，提供了一种检测软包锂离子电池铝塑复合膜的方法，包括：热封软包锂离子电池，根据铝塑复合膜的厚度计算热封的软包锂离子电池的顶封边、侧封边、预封边和二封边的标准厚度；用显微镜对顶封边、侧封边、预封边和二封边的截面进行观察并测量pp层残留厚度，与标准厚度进行对比，满足标准厚度的软包锂离子电池为合格品；分别对顶封边、侧封边、预封边和二封边进行拉力测试；采用多种溶剂对合格品进行表面处理去掉非pp层，得到pp层包裹的裸电芯，观察顶封边、侧封边、预封边、二封边及电池内部情况。该发明通过热封后的标准厚度与拉力的关系分析电芯漏液情况，提高分析结果的准确性，但过程中采用稀硝酸、稀盐酸和醋酸乙酯溶液等化学试剂对软包装进行表面处理，过程也较为复杂，且在无发生漏液的情况下未对漏液期限进行合理预测。

技术实现思路

1、本发明旨在解决目前软包电芯漏液检测技术步骤较为繁琐、所用设备较为复杂，漏液检测成本较高、难以预测漏液时间等问题。

2、以上技术问题是通过以下技术方案解决的：一种软包锂离子电芯漏液期限推断方法，包括：

3、s1、针对软包电芯高温存储不同时间后进行产气体积测试，得出电芯不同soh下产气体积增长变化；测试不同体积下封印封装拉力，得出不同soh不同气体体积下封装拉力图，并对软包新鲜电芯进行体积测试；

4、s2、根据软包封印状态定义漏液风险点内部气体压力；

5、s3、选取待测软包电芯进行soh测试，预测产气体积并预测内部气体压力；

6、s4、根据待测电芯内部气体内压力对比风险点内部气体压力，得出漏液风险评估，以及推断漏液时电芯soh，以推断出漏液期限。

7、作为优选，在标准大气压下进行产气测试，采用适当的尺寸比例计算软包内随时间生成的气体体积占据软包空间的比例，可测算出软包可存储气体比例，根据测试产气比例可以计算不同体积下的内部气体压力，当产气比例达到软包可存储气体比例，此时的内部气体压力视作电芯内外压力平衡点。当存储气体比例继续增大时，软包封印宽度不再完好时，根据封印实际状态定义漏液风险点内部气体压力，当气体压力继续增大，则软包必将发生漏液现象，电芯功能性将收到影响。将气体对封印区的应力即内部气体压力折换成封装拉力后，选取不同使用期限的电芯soh状态下，根据不同soh下电芯体积对比以及封装拉力对比得出不同soh下封装拉力大小，推断达到风险点压力时soh值，待电芯达到此预测soh值时即可推断有漏液风险，以保证安全。

8、作为优选，在步骤s4中，进行漏液风险评估包括：当极耳衰减后的封装拉力大于漏液风险点内部气体压力时，则电芯封装漏液风险判定为低风险，且预估电芯发生漏液时间；当极耳衰减后的封装拉力不大于漏液风险点内部气体压力时，则电芯封装漏液风险判定为高风险。根据极耳衰减后的封装拉力与漏液风险点内部气体压力之间的大小关系检测漏液现象，实现高效检测。

9、作为优选，预估电芯发生漏液时间包括：随着极耳衰减当封装拉力降低至软包电芯封装拉力阈值时，根据极耳衰减封装拉力与演变时间的之间对应关系，估算漏液时间。若检测后无漏液现象发生，由封装拉力与时间之间的对应关系，可较为清楚准确地预估漏液时间，为软包寿命评估提供指标参数。

10、作为优选，在步骤s1中，获取产气比例过程中在计算产气体积时，电芯储气空间的截面按照三角形面积进行计算，截面三角形以电芯厚度为底边，截面三角形的高为坑体边缘至封痕边缘距离。实际的电芯储气空间截面不规则，在计算可存储气体体积较不方便，因此可将储气空间截面近似为三角形进行测算，在一定的误差允许范围内提高分析计算效率。

11、作为优选，在步骤s1中，获取产气比例时理论上的总储气量为卡口位置储气罐容积与侧位置储气容积与电极膨胀体积三者之和。

12、作为优选，在步骤s2中，定义漏液风险点内部气体压力时，当软包封印宽度保持不变，则此时的内部气体压力不定义为漏液风险点内部气体压力；当软包封印宽度出现变化，则此时的内部气体压力定义为漏液风险点内部气体压力。封印宽度是否完好间接提供产气漏液的影响程度。

13、作为优选，在步骤s1中，对软包电芯进行产气测试的标准形式包括vda尺寸标准。在适当的尺寸标准下进行产气测试评估，提高评估数据的准确性。

14、作为优选，在步骤s1中，由产气比例计算不同体积下的内部气体压力应用公式包括：pv＝nrt。

15、本发明的有益效果是：本发明通过不同电芯soh下，电芯不同气体体积对封印位置下不同封装拉力大小，根据封装拉力趋近于一个临界值时，电池电芯就有因内部气体压力大导致冲破封印区而漏液的风险，即通过对比封印位置封装拉力与内部气体压力大小，如果内部气体压力大于封装拉力则存在气体溢出风险，即电芯发生漏液，从而精确、巧妙地对软包锂离子电芯漏液时间期限进行模拟推算，在开发软包类电芯时可实现对产气漏液的寿命预测，实用价值高。

技术特征：

1.一种软包锂离子电芯漏液期限推断方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电芯漏液期限推断方法，其特征在于，在步骤s4中，所述漏液风险评估包括：当极耳衰减后的封装拉力大于漏液风险点内部气体压力时，则电芯封装漏液风险判定为低风险，且预估电芯发生漏液时间；当极耳衰减后的封装拉力不大于漏液风险点内部气体压力时，则电芯封装漏液风险判定为高风险。

3.根据权利要求2所述的一种软包锂离子电芯漏液期限推断方法，其特征在于，所述预估电芯发生漏液时间包括：随着极耳衰减当封装拉力降低至软包电芯封装拉力阈值时，根据极耳衰减封装拉力与演变时间的之间对应关系，估算漏液时间。

4.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电芯漏液期限推断方法，其特征在于，在步骤s1中，所述进行产气体积测试得出电芯不同soh下产气体积增长变化过程中，电芯储气空间的截面按照三角形面积进行计算，截面三角形以电芯厚度为底边，截面三角形的高为坑体边缘至封痕边缘距离。

5.根据权利要求1或4所述的一种软包锂离子电芯漏液期限推断方法，其特征在于，在步骤s1中，所述得出电芯不同soh下产气体积增长变化过程中，获取产气比例时理论上的总储气量为卡口位置储气罐容积与侧位置储气容积与电极膨胀体积三者之和。

6.根据权利要求1或2所述的一种软包锂离子电芯漏液期限推断方法，其特征在于，在步骤s2中，所述定义漏液风险点内部气体压力时，当软包封印宽度保持不变，则此时的内部气体压力不定义为漏液风险点内部气体压力；当软包封印宽度出现变化，则此时的内部气体压力定义为漏液风险点内部气体压力。

7.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电芯漏液期限推断方法，其特征在于，在步骤s1中，所述对软包电芯进行产气测试的标准形式包括vda 尺寸标准。

8.根据权利要求1或7所述的一种软包锂离子电芯漏液期限推断方法，其特征在于，在步骤s1中，所述测试不同体积下封印封装拉力应用公式包括：pv=nrt。

技术总结
本发明提供一种软包锂离子电芯漏液期限推断方法，解决了目前软包电芯漏液检测技术步骤较为繁琐、所用设备较为复杂，漏液检测成本较高、难以预测漏液时间等问题。方法包括：针对软包电芯高温存储不同时间后进行产气体积测试，得出电芯不同SOH下产气体积增长变化；测试不同体积下封印封装拉力，可得出不同SOH不同气体体积下封装拉力图。并对软包新鲜电芯进行体积测试。根据软包封印状态定义漏液风险点内部气体压力；选取待测软包电芯进行SOH测试，预测产气体积并预测内部气体压力；根据待测电芯内部气体内力对比风险点内部气体压力，得出漏液风险评估，以及推断漏液时电芯SOH，以推断出漏液期限，具有检测高效、检测成本低、实用性强等优点。

技术研发人员：秦怀鹏,刘涛,张鹏,赵瑞杰,赵星星
受保护的技术使用者：万向一二三股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12