[发明专利]一种电池剩余锂容量分析方法及分析装置

说明书

本发明提供了一种电池剩余锂容量分析方法及分析装置，所述的电池剩余锂容量分析方法包括：将附着有剩余金属锂的钢壳放入水中，剩余金属锂与水反应产生氢气，采用排水法收集氢气，根据理想气体状态方程计算剩余金属锂的摩尔数，并通过剩余金属锂的摩尔数计算剩余锂容量。本发明采用了数据驱动法对电池剩余锂容量进行分析并预测其使用寿命，数据采集阶段的操作简单，对操作人员的操作精度要求不高，简单培训即可完成，通过公式运算获得剩余金属锂的摩尔数，排除了实验操作过程中可能出现的误差影响，准确程度较高，进而能准备地判断出电池的实际补锂程度，避免由于电池制备过程中负极极片补锂不足或补锂过量，影响电池的后续使用。

技术领域

本发明属于电池技术领域，涉及一种电池剩余锂容量分析方法及分析装置。

背景技术

相较于其它一次电池，锂/亚硫酰氯能量型电池具有更高的比能量和更高工作电压，同时其工作温度范围极宽、年自放电率极低，因此近十多年来，越来越多的应用在智能仪表、石油钻井、智能追踪、ETC以及国防等领域。

在锂亚电池的应用领域中，往往要求电池在一段很长的时间内以极小的电流放电，使用时间长达十几年甚至几十年，使用电流低至几微安。在这种使用条件下，对电池的自放电率的要求就极其严格。例如智能电能表使用的ER14250T型号时钟电池，如果不考虑自放电，该型号锂亚电池的容量足以使用40年以上，然而现实情形却是，因为电池导致的智能电能表的失效时有发生，平均10年左右就需更换电能表。

锂/亚硫酰氯电池的自放电可以分为两种，一是存储过程中自放电，二是工作过程中的自放电。在锂亚电池中，金属锂会与电解液溶剂亚硫酰氯自发的发生反应，在锂阳极表面形成一层钝化层，钝化层阻止了反应的进一步发生，因此锂亚电池在存放过程中的自放电远远小于其他电化学体系的电池；而当外电路连通，电池工作时，钝化膜会逐渐减少消失，此时电池的自放电也会增大，甚至当电池以极微小的电流持续放电时，自放电电流甚至会超过外电路的工作电流，自放电电流会随着外电路的工作电流的改变而改变，同时也受到环境温度的影响。

自放电容量和工作容量会消耗锂带，但因为结构和设计的不完美，或者电池制备过程中存在缺陷,在电池达到截止电压时依然会有部分锂没有被消耗。又因，电池制备时的设计锂容量＝自放电容量+工作容量+剩余锂容量，因此要测量电池的自放电容量，进而得到不同放电流和放电温度下的自放电电流，对电池放电完成后的剩余锂的准确快捷分析，必不可少。

同时，在电池设计制造过程中，为了材料的最大化利用，及提高电池单位重量的比容量。我们必须寻找一种工作比容量最高的，即剩余锂容量最少的设计方案，因此剩余锂容量的测量对于电池设计和制造控制起到指导作用。

然而现今却没有一种完善准确的剩余锂容量的测量方法。由于锂的化学活泼特性，及锂亚电池内部化学组成复杂等原因，剩余锂的准确分析存在一定的困难，整个测试过程中需考虑在极干燥的环境下进行，同时也需注意杂质的除去。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电池剩余锂容量分析方法及分析装置，本发明采用了数据驱动法对电池剩余锂容量进行分析。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种电池剩余锂容量分析方法，所述的电池剩余锂容量分析方法包括：

将附着有剩余金属锂的钢壳放入水中，剩余金属锂与水反应产生氢气，采用排水法收集氢气，根据理想气体状态方程计算剩余金属锂的摩尔数，并通过剩余金属锂的摩尔数计算剩余锂容量。