[发明专利]一种锂离子电池析锂阈值电压的无损检测方法有效

专利信息
申请号: 202010408062.1 申请日: 2020-05-14
公开(公告)号: CN111751741B 公开(公告)日: 2022-09-06
发明(设计)人: 李慧芳;韩江浩;陈荣;伍绍中;周江 申请(专利权)人: 天津力神电池股份有限公司
主分类号: G01R31/385 分类号: G01R31/385;G01R31/389;G01R31/392
代理公司: 天津市三利专利商标代理有限公司 12107 代理人: 徐金生
地址: 300384 天津市滨海新*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 锂离子电池 阈值 电压 无损 检测 方法
【权利要求书】:

1.一种锂离子电池析锂阈值电压的无损检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

第一步,以预设大小的正常充电电流I,对一个电池进行恒流充电,并且在恒流充电过程中,每间隔一段固定时间或每间隔一个固定大小的电压值,即立刻进入一个停止充电休眠阶段,直至电池充电至设定的截止电压;

其中,在每个停止充电休眠阶段,实时采集电池在刚开始停止充电时的起始电压Vs,并在休眠预设时长后,实时采集电池在休眠结束时的结束电压Vr,然后根据预设计算公式,计算获得电池以正常充电电流I恒流充电时,在每个停止充电休眠阶段刚开始停止充电时的起始直流电阻Rs;即间歇式测量获得电池的直流电阻;

第二步,以电池在每个停止充电休眠阶段的起始电压Vs为横坐标,以对应测得的电池在每个停止充电休眠阶段的起始直流电阻Rs为纵坐标,绘制获得电池以正常充电电流I进行恒流充电过程中的电阻-电压曲线,定义为第一电阻-电压曲线;

第三步,以预设大小的小电流I’,对同一型号电池进行恒流充电,并且在恒流充电过程中,每间隔一段固定时间或每间隔一个固定大小的电压值,即立刻进入一个停止充电休眠阶段,直至电池充电至设定的截止电压;然后,以电池在每个停止充电休眠阶段的起始电压Vs’为横坐标,以对应测得的电池在每个停止充电休眠阶段的起始直流电阻Rs’为纵坐标,绘制获得电池以小电流I’进行恒流充电过程中的电阻-电压曲线,定义为第二电阻-电压曲线;

其中,在每个停止充电休眠阶段,实时采集电池在刚开始停止充电时的起始电压Vs’,并在休眠预设时长后,实时采集电池在休眠结束时的结束电压Vr’,然后根据预设计算公式,计算获得电池以小电流I’恒流充电时,在每个停止充电休眠阶段刚开始停止充电时的起始直流电阻Rs’;即间歇式测量获得电池的直流电阻;

第四步,将第二电阻-电压曲线作为参比曲线,与第一电阻-电压曲线,两者进行对比;当第一电阻-电压曲线在随电压升高过程中出现与参比曲线趋势不同的第1个直流电阻数值下降的拐点时,即表示电池开始发生析锂,读取此时第一电阻-电压曲线中对应的电池电压Vs,L,即为电池在以正常充电电流I进行恒流充电时,开始发生析锂的阈值电压。

2.如权利要求1所述的无损检测方法,其特征在于,在第一步中,预设计算公式如下:

电池以正常充电电流I恒流充电时,在每个停止充电休眠阶段刚开始停止充电时的起始直流电阻Rs=(Vs-Vr)/I;

在第三步中,预设计算公式如下:

电池以小电流I’恒流充电时,在每个停止充电休眠阶段刚开始停止充电时的起始直流电阻Rs’=(Vs’-Vr’)/I’。

3.如权利要求1所述的无损检测方法,其特征在于,在第一步和第三步中,每间隔一段固定时间,即立刻进入一个停止充电休眠阶段,其中:

对于每间隔一段固定时间,该固定时间的时间长度T的计算公式如下:

时间长度T=Q/I0*3600*A%,单位为毫秒;

其中,Q为电池容量,I0为充电电流大小;A%的取值范围为0.02%~5%;

在第一步中,充电电流大小I0等于正常充电电流I;在第三步中,充电电流大小I0等于小电流I’。

4.如权利要求1所述的无损检测方法,其特征在于,第一步和第三步中,每间隔一个固定大小的电压值,即立刻进入一个停止充电休眠阶段,其中:

固定大小的电压值,设定的取值范围为1mV~100mV;

在第一步和第三步中,休眠预设时长,具体为0.01~50s。

5.如权利要求4所述的无损检测方法,其特征在于,固定大小的电压值,设定的取值范围为5mV-50mV;

在第一步和第三步中,休眠预设时长为0.1s-10s。

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