[發明專利]一種基于聲學測量的鋰離子電池循環壽命預測方法

有效

• 申請號: 202010261738.9
• 申請日: 2020-04-04
• 公開（公告）號: CN111505519B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 沈越;鄧哲;黃震宇;黃云輝
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃華科智能裝備科技有限公司
• 主分類號: G01R31/392
• 分類號: G01R31/392;G01R31/367;G01N29/46;G01N29/265;G01N29/06;H01M10/44
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 周磊

1.一種基于聲學測量的鋰離子電池循環壽命預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對鋰離子電池進行充放電循環，并且在鋰離子電池充電或放電的同時，或在充、放電的間歇期，超聲掃描裝置對鋰離子電池進行多次掃描，且每次掃描的路徑均為方波形路徑，將鋰離子電池上的采樣點作為特征點并獲得各特征點的超聲透射率，然后再利用各特征點的超聲透射率制作超聲透射掃描圖像，其中，該方波形路徑具有多條與鋰離子電池的橫截面平行的橫線和多條與鋰離子電池的縱截面平行的縱線，并且所有的橫線均在鋰離子電池外，所有的采樣點均分布在方波形路徑的縱線上，同一縱線上的多個采樣點等間距分布，該超聲透射率為各特征點的超聲信號特征值與鋰離子電池外的采樣點的超聲信號特征值的比值；

(2)將超聲透射掃描圖像上的超聲透射率≤K且面積≥A的區域所對應的循環圈數定義為聲穩定壽命，其中A、K均為設定閾值；

(3)待測的鋰離子電池的預測循環壽命＝待測的鋰離子電池的聲循環壽命×壽命倍率Sc，其中，壽命倍率Sc＝與待測的鋰離子電池同體系的鋰離子電池的真實循環壽命/與待測的鋰離子電池同體系的鋰離子電池的聲穩定壽命；其中，與待測的鋰離子電池同體系的鋰離子電池的真實循環壽命通過已知的常規循環充放電得到或者通過廠商獲取，與待測的鋰離子電池同體系的鋰離子電池的聲穩定壽命通過步驟(1)和步驟(2)的方法預先獲得。

2.根據權利要求1所述的一種基于聲學測量的鋰離子電池循環壽命預測方法，其特征在于，充放電循環在25℃±5℃的溫度下進行，以1C倍率進行充電，在鋰離子電池電壓達到充電限制電壓時，改為恒壓充電直至充電電流≤0.05C倍率后暫停充電并擱置0.5h～1h，然后再以1C倍率放電至終止電壓，放電結束后，擱置0.5h～1h，然后再進行下一個充放電循環。

3.根據權利要求1所述的一種基于聲學測量的鋰離子電池循環壽命預測方法，其特征在于，超聲掃描裝置所用超聲信號的頻率為0.2MHz～5MHz。

4.根據權利要求1所述的一種基于聲學測量的鋰離子電池循環壽命預測方法，其特征在于，步驟(3)中，A的取值在0.5平方厘米～10平方厘米，K的取值在0.1～0.8。

5.根據權利要求1所述的一種基于聲學測量的鋰離子電池循環壽命預測方法，其特征在于，建立超聲透射率與顏色間的映射關系，將待測鋰離子電池各采樣點的超聲透射率在其對應位置轉換成對應顏色從而生成偽色圖或二值圖。

6.根據權利要求1所述的一種基于聲學測量的鋰離子電池循環壽命預測方法，其特征在于，Sc的取值隨A、K的取值以及鋰離子電池體系的不同而不同，當A的取值為5平方厘米且K的取值為0.3時，Sc的值為15～30。

7.根據權利要求1所述的一種基于聲學測量的鋰離子電池循環壽命預測方法，其特征在于，步驟(1)中的鋰離子電池為磷酸鐵鋰離子電池或三元鋰離子電池。

8.根據權利要求1所述的一種基于聲學測量的鋰離子電池循環壽命預測方法，其特征在于，步驟(2)中的超聲信號特征值為超聲掃描裝置發出的超聲波的功率或幅值。