[發明專利]一種電化學析鋰分析方法及其模塊裝置

有效

• 申請號: 201811633019.4
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109916987B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 劉鵬;褶春波;張耀
• 申請（專利權）人: 欣旺達惠州動力新能源有限公司
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種電化學檢測析鋰的分析方法及其相應的模塊裝置，包括以下內容：將待測電池進行充電，隨后進行靜置處理并采集電池的電化學信號；通過分析采集到的電化學信號表征樣品電池是否在此前的充電過程發生析鋰以及對其析鋰程度作出評級；若要進行半定量分析，則對發生析鋰的電池進行放電處理并收集電化學信號。通過分析該放電和此前的充電電化學信號獲得該電池半定量析鋰量。本發明解決了目前傳統拆解電池分析析鋰方法的操作繁瑣、精度低、有毒有害等缺點，利用電化學的手段以及模塊化裝置，對電池析鋰進行快速、準確、量化地分析。

技術領域

本發明涉及電池新能源技術領域，具體涉及一種電化學析鋰分析方法及其模塊裝置。

背景技術

金屬鋰的沉積，也可稱作析鋰，是導致鋰離子電池性能衰減的主要原因。它會導致不可逆容量損失與內短路，甚至會帶來熱失控及燃燒起火等安全問題。因此，在設計與評估電池性能時，析鋰窗口被作為一種不可或缺的參數。

然而，目前大部分對析鋰窗口進行評測的方法為將電池進行拆解來觀察極片狀態，從而評價析鋰窗口大小。該方法的缺點非常明顯：對電池進行了破壞性操作，耗時，需要較大的人力、物力和財力，拆解過程中有害物質威脅到工作人員的身體健康并且靈敏度低。

因此，尋求一種非破壞性，簡單，迅速，安全，高靈敏度并具有定性、定量分析的析鋰分析方法是非常迫切和有必要的。

發明內容

本發明的主要目的為提供一種電化學析鋰分析方法及其模塊裝置，旨在解決現有技術中對析鋰分析的效率低、耗費人力物力、有毒有害且檢測靈敏度低和無法進行定量分析的問題。

本發明提供一種電化學析鋰分析方法，包括：

將待測電池進行充電，隨后進行靜置處理并采集電池的電化學信號；

通過分析上述采集到的電化學信號，表征該樣品電池是否在上述充電過程發生析鋰以及對其析鋰程度作出評級；

若需要進行析鋰的半定量分析，則對發生析鋰的電池進行放電處理并收集電化學信號。

通過分析該放電和此前充電電化學信號，獲得該電池半定量的析鋰量及析鋰程度評級。

進一步地，所述的將待測電池進行充電，包括：用恒電流（CC）或恒電流恒電壓（CCCV）對電池進行充電。采集充電過程中的電壓、時間、電流、容量數據。

進一步地，所述的進行靜置處理并采集電池的電化學信號，包括：在待測電池進行充電過程后的靜置；采集的電化學信號為靜置期間電池的電壓與時間，即電壓-時間變化關系；

進一步地，所述的分析上述采集到的電化學信號，表征該樣品電池是否在上述充電過程發生析鋰以及對其析鋰程度作出評級，包括：分析采集到的電壓-時間曲線，判斷在靜置初期電壓對時間的二階微分值是否出現小于零。若出現小于零則判定為析鋰，若不出現則判定為不析鋰。在靜置初期電壓對時間的二階微分值出現小于零后，通過比較該二階微分值出現等于或大于零的時刻，對電池析鋰進行評級。該時刻出現的越晚，則析鋰越嚴重；反之，越早則析鋰越輕。

進一步地，所述的進行析鋰的半定量分析，則對發生析鋰的電池進行放電處理并收集電化學信號，包括：當靜置初期的電壓對時間的二階微分值出現小于零時，對電池進行放電處理；放電處理為同等于充電電流值的恒電流（CC）放電，放電終止電壓為所測電池進行充電前的電壓；采集的電化學信號為放電過程中的電壓、時間、容量、電流數據。