[发明专利]一种确定锂离子电池安全充电条件的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种确定锂离子电池安全充电条件的方法及装置。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、工作电压高、充电速度快、自放电小等显著优势成为最有优势的二次电池，当前锂离子电池已被广泛数码产品、储能电站、电动汽车等领域。随着锂离子电池应用领域的不断拓展，其应用条件也愈加严苛。尤其是电动汽车领域，由于使用条件的要求，存在快速充电的需求，尤其是低温下大倍率充电时，会引起电池较大的极化，并导致电池的析锂发生，从而对电池的安全性能造成极大的危害，所以要提前确定出锂离子电池安全充电条件，即确定锂离子电池析锂的边界条件。

为了判断电池是否析锂，一般的做法是将电池在一定条件下进行充电后对电池进行拆解，判断锂离子电池是否析锂，并经过一系列的试验，确定锂离子电池析锂的边界条件。例如公开号为CN106168652A的专利申请提到为了判断电池是否析锂，通过拆解电池，目视观察判断负极表面是否析锂。一方面对于锂离子电池，尤其是车用锂离子电池，电池体积和容量较大，有些电池还是钢壳电池，拆解电池需要耗费人力和物力，且对于少量的析锂也无法做到目视观察判断，为此提出利用能谱、XRD分析手段观察负极表面是否出现析锂，但是由于拆解电池后再利用仪器进行测试待观察的负极表面会暴露在空气中一段时间，由于析出的金属锂非常活泼，往往在进行测试前已反应生成碳酸锂等产物，并会带来错误的判断。公开号为CN106093777A的专利申请提到通过比较电池循环时的库伦效率来判断电池是否出现析锂，一方面，电池的析锂会导致库伦效率的变化，但是库伦效率的变化却不一定是出现了析锂；另一方面，此方法过程繁琐，为了得到电池库伦效率的规律，需要进行多周的循环。因此准确地判定锂离子电池的析锂并确定锂离子电池安全充电条件是当前亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种确定锂离子电池安全充电条件的方法及装置，实现了确定锂离子电池安全充电的条件，提高锂离子电池在快速充电情况下的安全性。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种确定锂离子电池安全充电条件的方法，包括：

在预设温度下采用预设充电倍率对三电极锂离子电池进行充电；其中，所述三电极锂离子电池的电极分别为：正极、负极和参比电极；

若所述负极与所述参比电极之间的电压差大于零，则确定所述三电极锂离子电池未发生析锂，即在所述预设温度下采用所述预设充电倍率对锂离子电池充电为安全充电条件。

可选地，所述在预设温度下采用预设充电倍率对三电极锂离子电池进行充电的步骤，之前还包括：

将参比电极置于锂离子电池的裸电芯的外侧制成三电极锂离子电池。

可选地，所述参比电极平行或垂直于锂离子电池的正负极片。

可选地，所述参比电极的材料为：金属锂或锂合金；所述锂合金包括：锂锡合金、锂铜合金或锂铝合金。

可选地，所述参比电极的形状为：一维棒状或二维片状。

可选地，所述预设温度的范围为：-40℃～55℃。

可选地，所述预设充电倍率的范围为：0.1C～10C。

可选地，对三电极锂离子电池进行充电的设备为：电池充放电测试仪或电化学工作站；测量三电极锂离子电池的负极与参比电极间的电压的设备为：电化学工作站、万用表或电压表。

另一方面，本发明提供了一种确定锂离子电池安全充电条件的装置，包括：

充电单元，用于在预设温度下采用预设充电倍率对三电极锂离子电池进行充电；其中，所述三电极锂离子电池的电极分别为：正极、负极和参比电极；

判断单元，用于若所述负极与所述参比电极之间的电压差大于零，则确定所述三电极锂离子电池未发生析锂，即在所述预设温度下采用所述预设充电倍率对锂离子电池充电为安全充电条件。

可选地，所述装置还包括：

制备单元，用于将参比电极置于锂离子电池的裸电芯的外侧制成三电极锂离子电池。

由上述技术方案可知，本发明所述的一种确定锂离子电池安全充电条件的方法及装置，实现确定锂离子电池安全充电的条件，从而避免锂离子电池因不合理的充电条件导致析锂影响锂离子电池的安全性，达到提高锂离子电池的使用寿命和安全性能的目的，并且具有简单、容易操作的优点。

附图说明