[發明專利]一種鋰離子電池析鋰的無損檢測方法及其應用方法

在審

• 申請號: 201811615577.8
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109655760A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 曹志穎;高紅;李維;張青勇;夏進陽;王會鋒;陳輝;宋華杰
• 申請（專利權）人: 深圳市比克動力電池有限公司
• 主分類號: G01R31/389
• 分類號: G01R31/389;G01R31/378
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 王瑋

本發明公開了一種鋰離子電池的無損檢測方法，包括以下步驟：待測電池的充電過程、電化學激勵過程、分析過程。本發明根據電化學激勵過程中鋰離子電池交流阻抗隨時間的變化情況來判斷電池內部是否析鋰，當交流阻抗出現隨時間階躍的現象，說明在充電過程中所述待測鋰離子電池出現析鋰。本發明中檢測方法屬于無損檢測，能夠快速獲取實驗參數、準確反映電池內部的析鋰情況。本發明中的檢測方法適用于判斷鋰離子電池在不發生析鋰情況下的充電條件，確定電池充電過程中最大充電電流、最大充電電壓等充電參數，以及確定充電過程中的溫度等外界條件的參數范圍。通過確定的充電參數實現在不影響電池性能的前提下完成對電池的快速充電。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池測試領域，具體涉及一種鋰離子電池析鋰的無損檢測方法及其應用方法。

背景技術

新能源技術是當代的高新技術，鋰離子電池行業作為新能源領域的重要組成部分，受到各界的矚目，同時也處于行業的高速發展期；隨著鋰離子電池在各行各業中的廣泛應用，市場的不斷增加，對其成本、能量密度、倍率性能、高低溫性能、循環性能、安全性能等方面也提出了更高的要求。

目前行業內為提高單體電芯能量密度方法主要是通過使用高鎳正極材料搭配石墨混合硅基負極材料，以達到在保證產品可靠性的基礎上，提高單體電芯能量密度的目的。但是隨著科技進步以及人們工作及生活需求的不斷變化，除了對電芯能量密度的要求，電芯在應用的過程中所花費的時間成本也成為其關鍵指標之一，快速充電成為人們對鋰離子電池性能的期待之一；同時還要求其可以在更寬的溫度范圍應用以及更長的循環壽命。但是鋰離子電池在大倍率充電、低溫充電或經過循環后極化增大等情況下都容易出現析鋰，而析鋰會加速電池的容量衰減，使得電池內阻增加，并且鋰枝晶有可能刺破隔膜導致內部短路，造成安全問題。以上情況都會加速鋰離子電池的老化，導致電池性能降低、失效，甚至可能出現更加嚴重的后果。

因此，分析鋰離子電池內部的析鋰情況，在不發生析鋰的情況下設定鋰離子電池的充電條件，對鋰離子電池的充電性能和使用性能具有重大意義。目前檢測電池析鋰的方法包括拆解法和無損檢測。拆解法屬于破壞性的檢測方法，對電池進行拆解，然后判斷電池內部是否出現析鋰，該方法對電池進行拆解之后無法進行后續的分析測試，更重要的是在電池的拆解過程中，存在嚴重的安全隱患，容易因操作不當或生產環境不良而發生安全事故，導致財產損失，甚至危害工作人員的人身安全。

現在，拆解法正逐步被無損檢測所替代，無損檢測不需對電池進行不可逆的拆解就能獲取電池析鋰的情況。例如申請號為201711141760.4名為《鋰離子電池析鋰的檢測方法》的中國發明專利，該專利公開了一種鋰離子電池析鋰的檢測方法：將待測鋰離子電池預化成后進行擱置封口，具體為一次擱置；大電流恒流充電；二次擱置；小電流恒流恒壓充電。若在小電流恒流恒壓充電過程中某一階段出現電壓連續下降，則判定待測鋰離子電池有析鋰現象。該方法原理較為簡單，但是擱置封口時間較長，檢測過程需要花費較長的時間，檢測效率較低。例如申請號為201210312700.5名為《一種鋰離子動力電池析鋰的檢測方法》的中國發明專利、申請號為201710342850.3名為《電池析鋰的檢測方法、電池管理系統及電池系統》，上述專利公開的檢測方法在不拆解鋰離子電池的情況下，通過獲取合適的電學參數，然后對電學參數進行分析，繼而能夠得到鋰離子電池的析鋰情況。

上述檢測方法均能在無損條件下反應鋰離子電池內部的析鋰情況，在鋰離子電池的測試過程中，尋找簡單準確的析鋰檢測方法，對判斷鋰離子電池的充電條件具有重要意義。

發明內容