[發明專利]一種測定三元鋰離子動力電池過充電邊界條件的方法

在審

• 申請號: 201910304958.2
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110082686A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 劉仕強;王芳;馬天翼;卜祥軍;韋振;陳立鐸;樊彬;張冬穎
• 申請（專利權）人: 中國汽車技術研究中心有限公司;中汽研汽車檢驗中心（天津）有限公司
• 主分類號: G01R31/385
• 分類號: G01R31/385
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 戴文儀

本發明提供了一種測定三元鋰離子動力電池過充電邊界條件的方法，具體包括如下步驟：(1)對三元鋰離子電池預處理；(2)連接測試設備，在絕熱條件下進行過充電試驗；(3)在絕熱過充電試驗完成后，分析三元鋰離子電池的過充電試驗曲線，確定鋰離子動力電池的過充電邊界值。本發明可以測定三元鋰離子電池過充電邊界條件。依據本發明進行測試，可以測定涵蓋電壓、溫度、電量等參數的三元鋰離子電池過充電邊界條件，可以為電池管理系統的控制策略提供數據支撐，為電池系統的安全可靠提供保障，為電動汽車整車充電策略的制定提供可靠依據，可以保障電動汽車的整車使用安全，減少因過充電引起的電動汽車安全事故。

技術領域

本發明屬于鋰離子動力電池安全性測試技術領域，尤其是涉及一種測定三元鋰離子動力電池過充電邊界條件的方法。

背景技術

環境和能源的壓力使得新能源汽車成為各國發展的重點，世界各國也陸續出臺了明確的時間節點，推動新能源汽車的普及和推廣。在新能源汽車用動力電池中，鋰離子電池以其高比能、長壽命的優點成為目前新能源領域的首選。為了應對消費者對于新能源汽車的續駛里程需求和駕駛體驗需求，近年來鋰離子電池的能量密度持續提高，然而與此同時其安全風險也有所增加。

據不完全統計，2018年以來，國內陸續發生數十起電動汽車著火事故。在對事故的統計分析中發現，由于過充電引起的事故占較大比例。因此，十分有必要針對高比能三元鋰離子動力電池開展過充電安全性試驗方法研究。尤其是創新三元鋰離子動力電池過充電邊界條件的測定方法，為鋰離子電池的使用提供安全指導方法，保障電池的使用安全和整車的使用安全。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種測定三元鋰離子動力電池過充電邊界條件的方法，可以快速測定三元鋰離子動力電池過充電的邊界條件，為電動汽車用電池系統的設計匹配提供可靠的數據支撐。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種測定三元鋰離子動力電池過充電邊界條件的方法，具體包括如下步驟：

(1)對三元鋰離子電池預處理；

(2)連接測試設備，在絕熱條件下進行過充電試驗；

(3)在絕熱過充電試驗完成后，分析三元鋰離子電池的過充電試驗曲線，確定鋰離子動力電池的過充電邊界值。

進一步的，所述步驟(1)中，以1/3C電流對三元鋰離子電池開展預處理，循環5次，確保樣品狀態穩定。

進一步的，所述步驟(2)中，將預處理完成的三元鋰離子電池置于加速量熱儀中，并連接電池單體充放電測試儀，在絕熱環境中，對三元鋰離子電池開展過充電試驗，以1C電流過充電1小時。

進一步的，所述步驟(3)中，分析電池過充電試驗中的電壓、電壓變化率、溫度、溫度變化速率，實驗過程中，鋰電池具有以下特征：

(1)溫度持續上升，在不同的階段上升速率不同；

(2)電壓上升到臨界值后呈波動狀態，最終當電池進入失控狀態后電壓下降，并最終變為0；

(3)溫度變化速率呈緩慢上升趨勢，當樣品進入失控狀態后，溫度變化率會變大，表現為溫度急速上升；

(4)將失控前階段的參數認定為鋰離子動力電池過充電邊界值。

進一步的，將電壓變化率＞1V/s、溫度變化率＞2K/min、溫度＞T_max(T_max為企業規定的最高溫度)時對應的電壓值、溫度值、電量值作為過充電邊界條件。

相對于現有技術，本發明所述的一種測定三元鋰離子動力電池過充電邊界條件的方法具有以下優勢：