[发明专利]活性物质体积分数的检测方法、系统、设备和存储介质

说明书

本发明提供一种活性物质体积分数的检测方法、系统、设备和存储介质，检测方法包括：通过GITT方法分阶段对电池进行放电或充电操作，获取若干组实测的石墨电极的负极开路电压以及SOC；根据若干组负极开路电压以及SOC生成负极开路电压‑SOC的第一曲线；根据负极开路电压‑负极嵌锂量的一阶方程生成第二曲线；将第二曲线向第一曲线进行拟合，得到负极嵌锂量与SOC的线性系数；根据测量得到的石墨电极的厚度与面积、理论最大锂离子浓度、法拉第常数、满容量和线性系数计算得到石墨电极的活性物质体积分数。本发明无需拆开电池对极片进行检测即可基于理论值拟合计算得到活性物质体积分数，操作简单，参数精度高，对电池本身无损害。

技术领域

本发明涉及磷酸铁锂电池技术领域，尤其涉及一种活性物质体积分数的检测方法、系统、设备和存储介质。

背景技术

由于新能源系统电能输出功率的不稳定性，需要引入储能系统，由此锂离子电池得到广泛应用。锂离子电池中，石墨常被用于作为负极。石墨负极由活性物质石墨以及粘结剂、添加剂组成，其在嵌锂过程中，随着嵌锂量的变化，会呈现出不同的电压平台。

活性物质体积分数是电化学模型中的重要参数，对于计算电池的容量有着重要的作用。现有的方法，仅可获得电极内的元素比例，而石墨、粘结剂、添加剂中都含有碳元素，无法直接获得活性物质体积分数。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中无法直接获得活性物质体积分数的缺陷，提供一种活性物质体积分数的检测方法、系统、设备和存储介质。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种活性物质体积分数的检测方法，包括：

通过GITT(恒电流间歇滴定法)方法分阶段对电池进行放电或充电操作，获取若干组实测的石墨电极的负极开路电压以及SOC(电荷状态)；其中，每一阶段内电池容量变化量为预设容量变化值；

根据所述若干组负极开路电压以及SOC生成负极开路电压-SOC的第一曲线；

根据负极开路电压-负极嵌锂量的一阶方程生成第二曲线；

将所述第二曲线向所述第一曲线进行拟合，得到所述负极嵌锂量与所述SOC的线性系数；

根据测量得到的所述石墨电极的厚度与面积、理论最大锂离子浓度、法拉第常数、满容量和所述线性系数计算得到所述石墨电极的活性物质体积分数。

较佳地，所述预设容量变化值包括第一容量变化值、第二容量变化值和第三容量变化值；

所述通过GITT方法分阶段对电池进行放电或充电操作，包括：

步骤S111、将所述电池充满电后，静置第一预设时长；

步骤S112、设置放电电流为额定电流进行放电操作以使得所述电池容量变化量为所述第一容量变化值，静置第二预设时长；

步骤S113、重复执行步骤S112，使得步骤S112的执行次数达到第一预设次数；

步骤S114、设置放电电流为额定电流进行放电操作以使得所述电池容量变化量为所述第二容量变化值，静置第三预设时长；

步骤S115、重复执行步骤S114，使得步骤S114的执行次数达到第二预设次数；

步骤S116、设置放电电流为额定电流进行放电操作以使得所述电池容量变化量为所述第三容量变化值或者电池电压小于预设的第一电压阈值，静置第四预设时长；

步骤S117、重复执行步骤S116，使得步骤S116的执行次数大于第三预设次数并且所述电池电压小于所述第一电压阈值。

较佳地，所述预设容量变化值包括第四容量变化值、第五容量变化值和第六容量变化值；