[发明专利]软包锂离子电池的密封寿命预测方法

摘要

本发明涉及一种软包锂离子电池的密封寿命预测方法，属于密封寿命分析技术领域。本方法包括如下步骤：确定关键退化机理；构建考虑退化效应的粘接界面内聚力模型；通过建立加速退化模型，确定环境退化因子随应力变化的退化趋势；结合初始粘接强度，得到不同应力条件下的粘接界面强度时间模型；利用仿真方法，确定基于气压与时间函数关系的应力时间模型；最后根据广义应力强度理论，对软包锂离子电池进行密封寿命的预测。本发明考虑了锂离子电池内部气压变化对外包装密封材料在全寿命周期内的退化过程的影响，模拟锂离子电池在实际使用过程中的密封性能变化趋势，可以理论计算不同环境条件下的软包锂离子电池密封寿命，工程适用性强。

主权项

1.一种软包锂离子电池的密封寿命预测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：确定关键退化机理，分析所述软包锂离子电池的密封失效模式，确定关键退化机理和敏感应力参数，并获得导致所述软包锂离子电池密封失效的关键退化机理；所述关键退化机理包括老化、蠕变和电解液腐蚀，所述敏感应力参数包括温度、压强和水含量；S2：建立考虑退化效应的内聚力模型，软包锂离子电池内包装薄膜的粘接界面在撕裂过程中承受撕裂力，基于所述撕裂力建立薄膜的内聚力模型的表达式包括：上述表达式中，P为弹塑性撕裂过程中单位宽度撕裂力，δ_c为临界张开位移，用于表示粘接界面裂尖的最大张开位移，为粘接界面裂尖的粘接应力，B为弯曲模量，Ko为首次卸载后的残余曲率，Ke为弹性极限曲率，N为幂硬化指数，Me为弹性极限弯矩，b为中间变量；当内聚力模型特征参数随时间等比例退化时，且环境退化因子S的取值在0到1之间，获得表达式：S＝f(T,RH,Pr,t)式中，T为温度，RH为电池内部水含量，Pr为软包内部压强，P(t)为t时刻的单位宽度撕裂力；S3：确定加速退化模型，基于不同时刻的样条最大撕裂力退化数据，建立用于加速退化试验的试验应力选取的加速退化模型；S4：确定粘接界面的强度时间模型，基于初始粘接强度，获得不同应力条件下的粘接界面的强度时间模型；S5：确定粘接界面的应力时间模型，对软包锂离子电池内部施加恒定压强，获得粘接界面的最大应力，根据软包锂离子电池内部气压随时间变化的函数关系，得到粘接界面的最大应力值随时间的变化关系，由此确定粘接界面的应力时间模型；S6：获得密封寿命预测，对所述粘接界面的强度时间模型和应力时间模型进行分析，获得粘接界面的应力和强度随时间的变化曲线，并获得密封寿命预测的表达式：其中，TF表示密封失效时刻，s(t)为临界粘接应力，为临界粘接强度。