[發明專利]一種測定鋰離子電池熱失控邊界條件的方法和檢測系統

有效

• 申請號: 202010249516.5
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN113497281B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 楊慧敏;代康偉;盛軍;賴興強;張鵬
• 申請（專利權）人: 北京新能源汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/48;G01R31/385
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;安利霞

1.一種測定鋰離子電池熱失控邊界條件的方法，其特征在于，包括：

對待測試的鋰離子電池進行充電；

對充電后的所述鋰離子電池進行熱失控實驗，并監測所述熱失控實驗過程中所述鋰離子電池的溫度和電壓；

根據監測所獲得的溫度和電壓，確定所述鋰離子電池熱失控的邊界條件；

根據監測所獲得的溫度和電壓，確定所述鋰離子電池熱失控的邊界條件，包括：

根據所述熱失控實驗過程中的不同溫度范圍，確定所述鋰離子電池熱失控的多個階段；

根據每一階段內，所述溫度隨時間變化的溫度變化曲線和所述電壓隨時間變化的電壓變化曲線，確定所述鋰離子電池熱失控的邊界條件；

所述多個階段包括：

溫度大于或等于第一預設值時，陽極固體電解質界面膜分解的第一階段；

溫度大于或等于第二預設值時，電解液分解的第二階段；

溫度大于或等于第三預設值時，陰極分解的第三階段；

溫度大于或等于第四預設值時，粘結劑分解的第四階段；

其中，第一預設值、第二預設值、第三預設值、第四預設值依次增大；

所述第一階段時，溫度緩慢上升，溫度變化速率小幅增大，同時電壓急速下降，電壓變化率快速增大，溫度變化曲線的第一溫度斜率處于第一預設范圍，電壓變化曲線的第一電壓斜率處于第二預設范圍；

所述第二階段時，溫度快速上升，溫度變化速率快速變大，同時電壓快速下降，溫度變化曲線的第二溫度斜率處于第三預設范圍，電壓變化曲線的第二電壓斜率處于第四預設范圍；

所述第三階段時，溫度小幅度下降，溫度變化速率快速降低，同時電壓變化率緩慢減小，溫度變化曲線的第三溫度斜率處于第五預設范圍，電壓變化曲線的第三電壓斜率處于第六預設范圍；

所述第四階段時，溫度小幅度升高至一個平緩的階段，溫度變化速率小幅度降低，同時電壓變為0，溫度變化曲線的第四溫度斜率處于第七預設范圍，電壓變化曲線的第四電壓斜率處于第八預設范圍；

確定為粘結劑分解的第四階段時，鋰離子電池進入熱失控狀態；其中，將失控前階段的參數認定為鋰離子電池熱失控邊界值。

2.根據權利要求1所述的測定鋰離子電池熱失控邊界條件的方法，其特征在于，所述對待測試的鋰離子電池進行充電，包括：

對所述鋰離子電池以第一預設電流恒流充電至第一充電狀態；

所述第一充電狀態時以當前電壓恒壓充電，至鋰離子電池的充電電流為第二預設電流時停止充電。

3.根據權利要求1或2所述的測定鋰離子電池熱失控邊界條件的方法，其特征在于，對待測試的鋰離子電池進行充電之后，所述方法還包括：

將充電后的所述鋰離子電池擱置預設時長。

4.根據權利要求2所述的測定鋰離子電池熱失控邊界條件的方法，其特征在于，所述對充電后的所述鋰離子電池進行熱失控實驗，包括：

所述鋰離子電池上連接溫度傳感器和電壓檢測元件；

通過預設直徑鋼針以預設速率穿設所述鋰離子電池的極片位置，引發熱失控。

5.一種用于權利要求1至4任一項所述方法的檢測系統，其特征在于，包括：

充電裝置，用于對待測試的鋰離子電池進行充電；

熱失控實驗裝置，用于對充電后的所述鋰離子電池進行熱失控實驗；

溫度傳感器，設置在所述鋰離子電池上，用于檢測熱失控實驗過程中所述鋰離子電池的溫度；

電壓檢測元件，與所述鋰離子電池連接，用于檢測熱失控實驗過程中所述鋰離子電池的電壓。

6.根據權利要求5所述的檢測系統，其特征在于，所述檢測系統還包括：

分析裝置，用于根據監測所獲得的溫度和電壓，確定所述鋰離子電池熱失控的邊界條件。

7.根據權利要求5所述的檢測系統，其特征在于，所述熱失控實驗裝置包括：

預設直徑鋼針和驅動元件；

其中，所述驅動元件用于驅動所述預設直徑鋼針移動，所述預設直徑鋼針能夠以預設速率穿設所述鋰離子電池的極片位置。

8.根據權利要求7所述的檢測系統，其特征在于，所述熱失控實驗裝置還包括：封閉殼體，所述預設直徑鋼針設置于所述封閉殼體內。