电芯化成负压通道堵塞的判定方法与流程

本发明涉及一种电芯化成负压通道堵塞的判定方法。

背景技术：

在电芯化成的初期，电芯的负极表面会形成一层sei膜，并伴随出现水分子和电解液有机盐分解，产生大量气体，因此在电芯化成的过程中会使用负压设备对充电过程中的电芯进行负压抽气。若化成负压通道堵塞，电芯中产生的气体将无法被抽出，随着产气量的增加，电芯极片间会被气体填充，使极片之间的间距增加，导致锂离子在迁移过程中极化增大，电芯的充电容量减少，进而导致电芯界面存在析锂风险，影响了电芯的电化学性能。而目前生产使用的化成设备无法有效检测化成负压通道是否堵塞，严重影响了电芯的正常生产，影响了电芯生产的合格率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种电芯化成负压通道堵塞的判定方法，它实施起来简单快捷且十分方便，能够有效、准确地筛选出化成负压通道堵塞的电芯，进而能够提高电芯的生产合格率，能够保证电芯的电化学性能合格。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种电芯化成负压通道堵塞的判定方法，方法的步骤中含有：

s1：绘制电芯的soc-ocv特性曲线，以及对电芯恒流充电并记录充电后电芯的电压v1和计算恒流充电过程中电芯的充电容量ic1，其中ic1=i*t，i为恒流充电的电流，t为恒流充电的有效充电时间；

s2：将电压v1代入所述电芯的soc-ocv特性曲线中，得到所述电芯的理论充电容量ic2，将ic1除以ic2得到所述电芯的容量比值；

s3：通过步骤s1和s2，得到所有所述电芯的容量比值，计算所有所述容量比值的平均值x和标准差σ，当电芯的容量比值小于（x+3σ）时，则表明该电芯的化成负压通道堵塞。

进一步提供一种对电芯恒流充电的具体步骤，在步骤s1中，对电芯恒流充电的具体步骤如下：

s11：对所述电芯恒流充电至特定电压v2，充电至特定电压v2的过程中所用的时间记为t1；

s12：静置10~15min；

s13：再对所述电芯恒流充电一定时间t2，然后记录所述电芯的电压v1并计算整个恒流充电过程中所述电芯的充电容量ic1，其中ic1=i*（t1+t2），i为恒流充电的电流。

进一步，步骤s11在真空度为30~60kpa的环境下进行。

进一步，步骤s13在真空度为70~90kpa的环境下进行。

进一步，所述特定电压v2为3.65v。

进一步，所述时间t2为10~20min。

进一步，所述电压v1不超过3.8v。

进一步提供一种绘制电芯的soc-ocv特性曲线的具体步骤，在步骤s1中，绘制电芯的soc-ocv特性曲线的具体步骤如下：

对电芯恒流充电至电压v3，并计算所述电芯在充电至电压v3的过程中的充电容量和所述电芯的soc-ocv拟合方程，并根据soc-ocv拟合方程绘制电芯的soc-ocv特性曲线。

进一步，所述电压v3为4.3v。

采用了上述技术方案后，首先根据电芯绘制电芯的soc-ocv特性曲线，并对电芯恒流充电，充电完成后记录电芯的电压v1并计算恒流充电过程中电芯的充电容量ic1，ic1=i*t，其中i为恒流充电的电流，t为恒流充电的有效充电时间。然后将电压v1代入所述电芯的soc-ocv特性曲线中，得到所述电芯的理论充电容量ic2，将ic1除以ic2得到所述电芯的容量比值。然后通过上述方法计算得到所有所述电芯的容量比值，再计算所有所述容量比值的平均值x和标准差σ，当电芯的容量比值小于（x+3σ）时，则表明该电芯的化成负压通道堵塞。若化成负压通道未堵塞，ic1与ic2几乎相等，容量比值约等于1，若化成负压通道堵塞，电芯中产生的气体将无法被抽出，随着产气量的增加，电芯极片间会被气体填充，使极片之间的间距增加，导致锂离子在迁移过程中极化增大，电芯的充电容量ic1会减少，使得容量比值减小。本方法实施起来简单快捷且十分方便，能够有效、准确地筛选出化成负压通道堵塞的电芯，以便准确的排除掉化成负压通道堵塞的电芯，剩下的未被排除的电芯即为合格的电芯，进而提高了电芯的生产合格率，保证了电芯的电化学性能。

附图说明

图1为电芯的soc-ocv特性曲线；

图2为电芯化成过程中的充电电压和产气量的相关性曲线。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1、2所示，图1为电芯的soc-ocv特性曲线，图2为电芯化成过程中的充电电压和产气量的相关性曲线。

一种电芯化成负压通道堵塞的判定方法，方法的步骤中含有：

s1：绘制电芯的soc-ocv特性曲线，以及对电芯恒流充电并记录充电后电芯的电压v1和计算恒流充电过程中电芯的充电容量ic1；具体的，ic1=i*t，其中i为恒流充电的电流，t为恒流充电的有效充电时间；

s2：将电压v1代入所述电芯的soc-ocv特性曲线中，得到所述电芯的理论充电容量ic2，将ic1除以ic2得到所述电芯的容量比值；

s3：通过步骤s1和s2，得到所有所述电芯的容量比值，计算所有所述容量比值的平均值x和标准差σ，根据统计学正态分布中的3σ原则，当电芯的容量比值小于（x+3σ）时，则表明该电芯的化成负压通道堵塞；具体的，标准差σ的计算公式为公知常识，本实施例中不作具体赘述。通过上述方法，能够有效、准确地从一批电芯中筛选出化成负压通道堵塞的电芯，以便准确的排除掉化成负压通道堵塞的电芯，剩下的未被排除的电芯即为合格的电芯，进而提高了电芯的生产合格率，保证了电芯的电化学性能。

具体的，在步骤s1中，对电芯恒流充电的具体步骤可以为：

s11：对所述电芯恒流充电至特定电压v2，充电至特定电压v2的过程中所用的时间记为t1；

s12：静置10~15min；

s13：再对所述电芯恒流充电一定时间t2，然后记录所述电芯的电压v1并计算整个恒流充电过程中所述电芯的充电容量ic1，其中ic1=i*（t1+t2），i为恒流充电的电流；具体的，t=t1+t2，因此ic1=i*（t2+t1）；进一步具体的，在步骤s11和步骤s12中恒流充电的电流均为i；在本实施例中，步骤s12中静置的时间可以为10min。

具体的，步骤s11可以在真空度为30~60kpa的环境下进行，步骤s13可以在真空度为70~90kpa的环境下进行；在本实施例中，步骤s11在真空度为45kpa的环境下进行的，步骤s13在真空度为80kpa的环境下进行的，所述特定电压v2为3.65v，所述时间t2为10~20min，优选10min，所述电压v1不得超过3.8v。

具体的，在步骤s1中，绘制电芯的soc-ocv特性曲线的具体步骤可以为：

对电芯恒流充电至电压v3，并计算所述电芯在充电至电压v3的过程中的充电容量和所述电芯的soc-ocv拟合方程，并根据soc-ocv拟合方程绘制电芯的soc-ocv特性曲线；其中，所述电压v3可以为4.3v。

本发明的工作原理如下：

首先根据电芯绘制电芯的soc-ocv特性曲线，并对电芯恒流充电，充电完成后记录电芯的电压v1并计算恒流充电过程中电芯的充电容量ic1，ic1=i*t，其中i为恒流充电的电流，t为恒流充电的有效充电时间。然后将电压v1代入所述电芯的soc-ocv特性曲线中，得到所述电芯的理论充电容量ic2，将ic1除以ic2得到所述电芯的容量比值。然后通过上述方法计算得到所有所述电芯的容量比值，再计算所有所述容量比值的平均值x和标准差σ，当电芯的容量比值小于（x+3σ）时，则表明该电芯的化成负压通道堵塞。若化成负压通道未堵塞，ic1与ic2几乎相等，容量比值约等于1，若化成负压通道堵塞，电芯中产生的气体将无法被抽出，随着产气量的增加，电芯极片间会被气体填充，使极片之间的间距增加，导致锂离子在迁移过程中极化增大，电芯的充电容量ic1会减少，使得容量比值减小。本方法实施起来简单快捷且十分方便，能够有效、准确地筛选出化成负压通道堵塞的电芯，以便准确的排除掉化成负压通道堵塞的电芯，剩下的未被排除的电芯即为合格的电芯，进而提高了电芯的生产合格率，保证了电芯的电化学性能。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。