[發明專利]一種鋰電池內部電解液含量的原位檢測方法

有效

• 申請號: 201811071714.6
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109374672B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 李慧芳;李飛;馬佳鑫;王睿;伍紹中
• 申請（專利權）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01R31/392
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

本發明公開了一種鋰電池內部電解液含量的原位檢測方法，包括步驟：對于待測電池，分別制作參比電池以及多個標準電池；對待測電池、參比電池以及多個具有不同電解液含量的標準電池，同時進行冷卻降溫處理，并分別檢測表面溫度；建立多個標準電池的標準曲線；建立多個標準電池的散點圖；對多個標準電池的散點圖進行線性擬合，獲得標準電池對應的峰面積與標準電池具有的電解液含量之間的定量關系式；建立待測電池的溫度曲線以及獲得待測電池對應的峰面積；計算獲得待測電池具有的電解液含量。本發明能夠在不破壞電池的情況下，對已經使用過一段時間的鋰離子電池中電解液的殘余質量進行可靠的檢測，具有重大的生產實踐意義。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，特別是涉及一種鋰電池內部電解液含量的原位檢測方法。

背景技術

目前，鋰離子電池以其特有的性能優勢，被廣泛應用在手機、筆記本電腦、電動工具、電動車、儲能系統等各個領域。各領域對電池性能要求的側重點不同，但總體而言，市場對鋰離子電池的能量密度、安全性能和循環壽命的要求在不斷的提高。

對于鋰離子電池，其在循環老化過程中，會發生不斷的電解液消耗，一部分用于固體電解質界面膜(SEI)膜的重整和修補反應，還有一部分可能由于發生其他副反應而被消耗。其中，如果電解液的過度消耗，將會導致電池容量降低、性能劣化，最終導致電池失效的問題。在極端的情況下，電池由于電解液被消耗殆盡，甚至會發生循環跳水現象。

因此，對于已經使用過一段時間的鋰離子電池，測量電池內部的電解液含量，對于電池壽命預測和健康狀態診斷都有重要指導意義。常規的分析手段是：將電池解剖后直接取電解液進行分析，但是，由于電解液已浸入到電極和隔膜孔隙中，同時電解液具有較高的揮發性，很難收集，因而無法準確測算出已經使用過一段時間的鋰離子電池中電解液的殘余質量。

因此，基于對電池健康狀態監測的需求，目前急需開發一種方法，其能夠在不破壞電池的情況下，對已經使用過一段時間的鋰離子電池中電解液的殘余質量進行可靠的檢測。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種鋰電池內部電解液含量的原位檢測方法，其能夠在不破壞電池的情況下，對已經使用過一段時間的鋰離子電池中電解液的殘余質量進行可靠的檢測，具有重大的生產實踐意義。

為此，本發明提供了一種鋰電池內部電解液含量的原位檢測方法，包括以下步驟：

第一步：對于待測電池，分別制作對應的一個參比電池以及多個具有不同電解液含量的標準電池；

第二步：對待測電池、參比電池以及多個具有不同電解液含量的標準電池，同時進行冷卻降溫處理，并分別檢測它們表面的溫度，實時記錄不同的環境溫度下所對應的待測電池、參比電池以及多個標準電池表面的溫度值；

第三步：計算不同的環境溫度下，每個標準電池與參比電池之間的表面溫度差，然后以參比電池的表面溫度為橫坐標，以標準電池與參比電池之間的表面溫度差為縱坐標，建立多個標準電池的標準曲線；

第四步：將多個標準電池的標準曲線，分別進行峰面積積分，獲得每個標準電池對應的峰面積，然后以峰面積為橫坐標，標準電池具有的電解液含量為縱坐標，建立多個標準電池的散點圖；

第五步：對多個標準電池的散點圖進行線性擬合，獲得標準電池對應的峰面積與標準電池具有的電解液含量之間的定量關系式；

第六步：計算不同的環境溫度下，待測電池與參比電池之間的表面溫度差，然后與參比電池的表面溫度為橫坐標，以待測電池與參比電池之間的表面溫度差為縱坐標，建立待測電池的溫度曲線，然后，將待測電池的溫度曲線進行峰面積積分，獲得待測電池對應的峰面積；

第七步：根據標準電池對應的峰面積與標準電池具有的電解液含量之間的定量關系式，以及待測電池對應的峰面積，計算獲得待測電池具有的電解液含量。