一种锂电池析锂的无损检测方法与流程

本申请涉及锂离子电池，尤其涉及一种锂电池析锂的无损检测方法。

背景技术：

1、锂电池析锂现象是指在锂电池充放电过程中，锂离子在电极上的沉积与脱离。这个过程中可能会形成金属锂的沉积，也就是所谓的“锂枝晶”，这会导致电池性能下降，并增加安全风险。

2、目前，锂电池析锂无损检测方法主要为电压弛豫法。电池经过一系列的充放电周期，在充电或放电后，电池会被置于静置状态，这个过程称之为弛豫。在这个阶段，电池的电压会发生变化。通过监测电池在弛豫阶段的电压变化，可以了解锂离子在电极上的沉积情况。如果电压变化较大，可能表明电池正在发生析锂现象。通过分析电压弛豫曲线，可以判断电池是否发生析锂以及析锂的严重程度。在实验室和实践中被证明是一种有效地析锂无损检测方法。

3、但是，由于现有电压弛豫法是通过分析单个充放电循环内的电压变化情况，当电压变化较大时，确定电池正在发生析锂现象。在单个充放电循环内分析电压数据，需要采集的数据较多，因此待测电池的静置时间过长，比如一般需要10分钟以上，效率很低。

技术实现思路

1、本申请的目的在于解决现有技术存在的缺陷。

2、为达到上述目的，本申请公开了一种锂电池析锂的无损检测方法，包括：在待测电池的每一次充放电循环过程中，检测并记录所述待测电池的终止电压，所述终止电压指所述待测电池完全放电结束后的弛豫阶段中预设时刻的电压，所述弛豫阶段为所述待测电池的完全放电结束后的从极态到稳态的变化过程；对比分析连续的多次充放电循环中的所述终止电压，当多个所述终止电压中出现极小值时，确定所述待测电池出现析锂现象。

3、可选地，所述对比分析连续的多次充放电循环中的所述终止电压，当多个所述终止电压中出现极小值时，确定所述待测电池出现析锂现象，包括：以连续的多次充放电循环中的所述终止电压为因变量，所述循序次数为自变量，形成第一数据曲线；当所述第一数据曲线出现极小值时，确定所述待测电池出现析锂现象。

4、可选地，所述第一数据曲线出现极小值，包括：对所述第一数据曲线进行求导，得到第一变化曲线；当所述第一变化曲线的因变量为零时，确定对应的目标循序次数；在所述目标循序次数处，所述第一变化曲线出现极小值。

5、可选地，所述终止电压是指所述待测电池在恒流恒压充电后静置预设分钟后，恒流放电至放电截止电压，再静置电池预设分钟后的电压。

6、可选地，该方法还包括：在待测电池的每一次充放电循环过程中，检测并记录所述待测电池的电池容量；确定所述待测电池出现析锂现象的判断还与所述电池容量有关；其中，当多个所述终止电压中出现极小值，同时所述电池容量出现衰减时，确定所述待测电池出现析锂现象。

7、可选地，确定所述待测电池出现析锂现象的判断还与所述待测电池拆解后的银白色锂金属有关；其中，当多个所述终止电压中出现极小值，同时所述待测电池拆解后出现银白色锂金属时，确定所述待测电池出现析锂现象。

8、可选地，该方法还包括：当检测结果为确定所述待测电池出现析锂现象时，进行预警处理。所述预警处理包括警报、蜂鸣和数字显示的一种或者多种。

9、可选地，所述极小值对应的循环圈数，表征了检测析锂的灵敏度。

10、可选地，所述待测电池为钴酸锂电池、或者三元镍钴锰电池、或者三元镍钴铝电池、或者磷酸铁锂电池。

11、可选地，所述待测电池的多次充放电循环是指所述测电池的正常使用过程的多次充放电循环。

12、本申请的优点在于：现有技术中，存在以下问题：第一，待测电池静置时间过长，效率低的问题；第二，单个充放电循环内的电压变化情况，电压变化幅度较低，因此现有方法对电压的检测灵敏度要求很高，需要高灵敏度的电流计进行检测；第三，现有方法需要考虑温度等条件的影响，检出率很低，一般小于50％。本申请实施例中，对应地解决了现有技术中的上述问题：第一，本申请只需要单个充放电循环内的单点位置的电压值，再综合分析多个充放电循环中的电压值变化，因此，待测电池静置时间较短，比如3分钟即可测得需要的电压值，解决了效率低的问题，实现了实时检测和监控出电池在全生命周期的使用过程中是否发生析锂的目的；第二，本申请分析多个充放电循环中的电压值变化，而多个充放电循环中的电压值变化幅度一般较大，因此对电压的检测灵敏度要求不高，不需要高灵敏度的电流计进行检测，成本低；第三，由于温度会影响检测的电压值发生微小变化，而本申请的电压值变化幅度一般较大，因此在寻找最小值的过程中，温度的影响可以忽略，因此检出率很高。本申请可以在不破坏电池的前提下，实时检测电池是否发生析锂。

技术特征：

1.一种锂电池析锂的无损检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对比分析连续的多次充放电循环中的所述终止电压，当多个所述终止电压中出现极小值时，确定所述待测电池出现析锂现象，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一数据曲线出现极小值，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终止电压是指所述待测电池在恒流恒压充电后静置预设分钟后，恒流放电至放电截止电压，再静置电池预设分钟后的电压。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述待测电池出现析锂现象的判断还与所述待测电池拆解后的银白色锂金属有关；其中，当多个所述终止电压中出现极小值，同时所述待测电池拆解后出现银白色锂金属时，确定所述待测电池出现析锂现象。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述极小值对应的循环圈数，表征了所述方法检测析锂的灵敏度。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测电池为钴酸锂电池、或者三元镍钴锰电池、或者三元镍钴铝电池、或者磷酸铁锂电池。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的方法，其特征在于，所述待测电池的多次充放电循环是指所述测电池的正常使用过程的多次充放电循环。

技术总结
一种锂电池析锂的无损检测方法，包括：在待测电池的每一次充放电循环过程中，检测并记录所述待测电池的终止电压，所述终止电压指所述待测电池完全放电结束后的弛豫阶段中预设时刻的电压，所述弛豫阶段为所述待测电池的完全放电结束后的从极态到稳态的变化过程；对比分析连续的多次充放电循环中的所述终止电压，当多个所述终止电压中出现极小值时，确定待测电池出现析锂现象。本申请分析多个充放电循环中的电压值变化，待测电池静置时间短，效率高；分析多个充放电循环中的电压值变化幅度一般较大，因此对电压的检测灵敏度要求不高，成本低，同时温度的影响可以忽略，检出率高。本申请在不破坏电池的前提下，实时检测电池是否发生析锂。

技术研发人员：吴官正,刘柯研,柳玉龙,徐铭,沈瑜
受保护的技术使用者：浙江清华长三角研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17