[发明专利]锂离子电池温熵系数的测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及锂离子电池温熵系数的测定方法。

背景技术

随着锂离子电池在电动汽车中的应用，基于对安全性的考虑，对电池产热的评估及控制在电池及模组设计中已成为必不可少的项目。电池在使用过程中，随着充放电的进行，电池会发生产热，一部分来自于电化学反应熵变产热，一部分来自于电池阻抗产热，前者为可逆热，而后者为不可逆热，对两种产热的分别测试及研究有利于对特定应用环境下电池体系的优化设计及材料的选择。

在电池可逆产热的计算中，首先需要对电池的温熵系数进行测试，而目前测试温熵系数的传统方法为直接测量法，即在固定SOC下进行温度变化测试电池的开路电压，由于该方法需要电池在一定温度下达到电化学平衡，因此测试耗时长，一般在24h以上；同时如果电池存在轻微的自放电现象，将会严重影响测试的准确性。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明目的是提供一种锂离子电池温熵系数的测定方法，可实现锂离子电池温熵系数的快速测定。

基于上述问题，本发明提供的技术方案是：

锂离子电池温熵系数的测定方法，包括以下步骤：

(1)称量待测锂离子电池的质量，然后在待测锂离子电池上焊接正负极耳；

(2)将待测锂离子电池置于绝热加速量热仪的热腔中，将热电偶固定在锂离子电池表面的中心位置，同时将锂离子电池的正负极耳端通过导线连接到充放电测试仪上，记录锂离子电池的电压，电流和时间；

(3)运行绝热加速量热仪，设定开始温度、结束温度、加热幅度、斜率敏感度和等待时间，其中加热幅度为零；

(4)当绝热加速量热仪温度稳定后，运行充放电测试仪并设定正弦电流的振幅I_amp和频率f，对锂离子电池进行电流扰动；

(5)对锂离子电池充电一段时间，将采集的锂离子电池表面温度数据对应充放电时间作图，通过傅立叶变换分离得到与正弦电流频率f一致的温度振幅数据，即可逆产热导致的锂离子电池表面温度增长最大值ΔT；

(6)根据以下关系式计算温熵系数：

∂E∂T=42Cp·m·ΔTIamp·T]]>

其中：

为电池一定荷电态下的温熵系数，J·mol^-1·K^-1；

C_p为电池比热，J·g^-1·K^-1；

m为电池质量，g；

ΔT为可逆热导致的电池表面温度增长值，K；

I_amp为正弦电流振幅，A；

T为电池温度，K。

在其中的一个实施例中，所述步骤(2)中结束温度大于开始温度，且两者的差值在3℃以上。

在其中的一个实施例中，所述步骤(2)中斜率敏感度为0.02℃/min。

在其中的一个实施例中，所述步骤(2)中等待时间至少为15min。

在其中的一个实施例中，所述步骤(3)中正弦电流的循环次数至少为20次。

与现有技术相比，本发明的优点是：

采用本发明的技术方案，通过将电池充放电仪与绝热加速量热仪联用，对电池施加正弦扰动电流，实时监测电池表面温度，并通过傅立叶变换得到可逆产热导致的电池温度变化值，然后计算锂离子电池的温熵系数，该方法可以快速测定锂离子电池的温熵系数，而且测试过程不易受电池自放电的影响，测试精度高。

附图说明