[发明专利]一种电压弛豫判定电芯析锂的方法及系统

说明书

本发明公开一种电压弛豫判定电芯析锂的方法及系统，其中方法包括：将电池在设定条件下进行充电放电循环至少一次后，放空电池；将电池在设定温度和设定充电倍率下进行恒流充电至设定的SOC后，记录电池在设定时间内的开路电压变化，得到电压‑时间曲线；将所述电压‑时间曲线进行微分，得到U′‑时间曲线；若U′‑时间曲线中存在拐点，则确定电池在设定温度和设定充电倍率下充电至设定的SOC时存在析锂。本发明无需对电芯进行拆解，在不破坏电池的前提下就能检测出电芯是否存在析锂问题。本发明适用于电芯整个生命周期的析锂检测，可以有效判断电芯性能。本发明适用所有石墨负极的锂离子电池，可以评估出各个温度区间的电芯析锂窗口。

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，特别涉及一种电压弛豫判定电芯析锂的方法及系统。

背景技术

当前锂离子电池因其具有使用寿命长的特点，广泛应用于手机和笔记本电脑等终端设备、电动工具、电动自行车、电动汽车等领域。随着锂离子电池的电芯充电倍率的提高，充电时会产生析锂。锂离子电池在充电过程中，锂离子会从正极脱嵌并嵌入负极。但是当一些异常状况发生，造成从正极脱嵌的锂离子无法嵌入负极的话，那么锂离子就只能析出在负极表面，从而形成一层灰色的物质，这就叫做析锂。析锂是锂离子电池的一种损耗状况。锂离子电池析锂后，其寿命会加速衰减，继续使用也会有安全风险。因此检测锂离子电池的析锂情况就尤为重要。

目前充电析锂检测方法最有效的是电芯拆解和三电极检测方法。电芯拆解并不能有效地判断阶梯充电过程中电芯各个阶段析锂情况。同样制备三电极电芯会对电芯造成一定程度的损害，造成测试结果不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种电压弛豫判定电芯析锂的方法及系统，可以解决现有技术中使用电芯拆解法不能有效判断阶梯充电过程中电芯各个阶段析锂情况的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种电压弛豫判定电芯析锂的方法，包括以下步骤：

将电池或者电池模组在设定条件下进行充电放电循环至少一次后，放空电池或者电池模组的电量；

将电池或者电池模组在设定温度和设定充电倍率下进行恒流充电至设定的 SOC后停止，记录电池或电池模组在设定时间内的开路电压变化，得到电压-时间曲线；

将所述电压-时间曲线进行微分，得到U′-时间曲线；

若U′-时间曲线中存在拐点，则确定所述电池或电池模组在所述设定温度和设定充电倍率下充电至所述设定的SOC时存在析锂。

进一步的，所述的电压弛豫判定电芯析锂的方法还包括判断所述析锂是否为严重析锂的步骤，具体为：

对U′-时间曲线进行微分，得到U″-时间曲线；若U″-时间曲线中存在小于0的区间，则确定所述电池或电池模组在该设定充电倍率下充电至对应的SOC 时存在严重析锂。

进一步的，所述设定温度在-30℃至50℃之间。

进一步的，所述设定的SOC在0％至100％之间。

进一步的，所述开路电压的记录时间间隔小于2s。

第二方面，本发明提供一种电压弛豫判定电芯析锂系统，包括充放电装置、检测装置和分析装置，其中：

充放电装置，根据设定条件对待测电池或电池模组进行充电或放电；

检测装置，在符合检测条件后，检测设定时间内电池或电池模组的开路电压；

分析装置，根据所述开路电压与时间的关系，得到电压-时间曲线，对电压 -时间曲线进行微分，得到U′-时间曲线。

进一步的，所述分析装置还对U′-时间曲线进行微分，得到U″-时间曲线。