[發明專利]一種鋰離子電池析鋰的預測方法

有效

• 申請號: 201810768985.0
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109031141B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李愷;黎鋼;姚萬浩;閆艷紅
• 申請（專利權）人: 江蘇塔菲爾新能源科技股份有限公司;東莞塔菲爾新能源科技有限公司;深圳塔菲爾新能源科技有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/385
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張雪嬌;趙青朵

本發明提供了一種鋰離子電池析鋰的預測方法，包括：S1)將鋰離子電池充電過程中陽極電位與充電電流或充電倍率進行線性擬合，得到斜率；S2)將鋰離子電池電荷轉移電阻與斜率進行線性擬合，同時根據電荷轉移電阻與溫度T的關系，得到鋰離子電池充電電流或充電倍率與溫度的條件模型，根據條件模型預測不同溫度的臨界析鋰充電電流或充電倍率。與現有技術相比，本發明利用阿倫尼烏斯公式通過建模的方式可定量預判不同環境溫度下鋰離子電池析鋰的臨界條件，不用拆解電芯，省時省力，節約資源，實現量化，準確度高。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池析鋰的預測方法。

背景技術

鋰離子電池鋰離子電池作為新型綠色能源，近年來受到普遍關注，目前商業鋰離子電池負極材料主要以石墨碳材料為主，在大倍率充電或低溫充電時電池內部極化增大，負極過電勢較大，電池中的鋰離子在碳負極表面析出，嚴重形成鋰枝晶，刺穿隔膜，造成正負極短路，安全性能大打折扣，提前判斷電芯發生析鋰的臨界條件可以設計合理的充電溫度及倍率，保證鋰離子電池正常工作。

目前，判斷鋰離子電池是否析鋰的最常用的方法是將電池在不同倍率及溫度下充電，然后拆解電池，肉眼判斷，主觀給出析鋰狀態及嚴重程度。此種方法只能定性判斷，且耗費大量人力物力，在電池拆解過程還有一定安全隱患。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種鋰離子電池析鋰的預測方法。

本發明提供了一種鋰離子電池析鋰的預測方法，包括：

S1)將鋰離子電池充電過程中陽極電位與充電電流或充電倍率進行線性擬合，得到斜率；

S2)將鋰離子電池電荷轉移電阻與斜率進行線性擬合，同時根據電荷轉移電阻與溫度T的關系，得到鋰離子電池充電電流或充電倍率與溫度的條件模型，根據條件模型預測不同溫度的臨界析鋰充電電流或充電倍率。

優選的，所述步驟S1)中線性擬合得到的方程為U＝kX+b，U為電位，k為斜率，b為截距，X為充電電流或充電倍率。

優選的，所述步驟S1)具體為：

在同一溫度下，采用不同的充電倍率或充電電流對鋰離子電池充電，記錄陽極電位與電荷轉移電阻，將陽極電位與充電電流或充電倍率進行線性擬合，得到斜率。

優選的，所述溫度為10℃～60℃。

優選的，所述充電倍率為0.1～5C。

優選的，所述步驟S2)中將鋰離子電池電荷轉移電阻與斜率進行線性擬合，得到方程為k＝α*Rct+β，α，β為常數，Rct為電荷轉移電阻。

優選的，所述電荷轉移電阻與溫度T的關系符合方程：A、B為常數，Ea為活化能，R為摩爾氣體常數，T為絕對溫度，K為速率常數。

優選的，所述鋰離子電池充電電流或充電倍率與溫度的條件模型為：

X為充電電流或充電倍率，Ea為活化能，R為摩爾氣體常數，T為絕對溫度，a、c為擬合系數，U電位，b為步驟S1)中線性擬合的截距。

本發明提供了一種鋰離子電池析鋰的預測方法，包括：S1)將鋰離子電池充電過程中陽極電位與充電電流或充電倍率進行線性擬合，得到斜率；S2)將鋰離子電池電荷轉移電阻與斜率進行線性擬合，同時根據電荷轉移電阻與溫度T的關系，得到鋰離子電池充電電流或充電倍率與溫度的條件模型，根據條件模型預測不同溫度的臨界析鋰充電電流或充電倍率。與現有技術相比，本發明利用阿倫尼烏斯公式通過建模的方式可定量預判不同環境溫度下鋰離子電池析鋰的臨界條件，不用拆解電芯，省時省力，節約資源，實現量化，準確度高。

附圖說明

圖1為本發明實施例1中臨界析鋰電流與溫度的關系曲線圖；