[發明專利]一種鋰離子蓄電池析鋰的無損檢測方法

在審

• 申請號: 202010322800.0
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111458642A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 馬麗萍;楊波;凌玉;劉亞利;袁怒安
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/378;G01R31/389;H01M10/42;H01M10/0525
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 賈慧琴;周乃鑫

本發明公開了一種鋰離子蓄電池析鋰的無損檢測方法，包含以下步驟：S1，在鋰離子蓄電池的不同壽命階段對電池進行充電，每次充電至同一電壓；S2：對充電后的鋰離子蓄電池進行電化學阻抗譜測量；S3：參照鋰離子蓄電池等效電路模型對測得的電化學阻抗譜進行擬合；S4：對擬合后的數據中的Rsei數值進行比較，如果出現下降，表明電池內部發生析鋰行為，如果未出現下降，表明電池內部未發生析鋰行為。本發明的鋰離子蓄電池析鋰的無損檢測方法可及時發現電池析鋰的發生，并且不對電池產生破壞。

技術領域

本發明涉及鋰離子蓄電池測試領域，具體涉及一種鋰離子蓄電池析鋰的無損檢測方法。

背景技術

鋰離子蓄電池具有能量密度大、循環性能好、自放電小、無記憶效應等突出優點已成為二次電池的主流產品，廣泛應用于各個領域，包括便攜式電器、動力汽車、儲能電站、飛機、航天器等。但鋰離子蓄電池的安全性仍然是阻礙其大型化和進一步發展的關鍵因素。鋰離子在長期使用后，不僅電性能會發生衰減，由于各個部件老化，安全穩定性也發生惡化，尤其是由于負極衰減導致儲鋰能力下降，存在著金屬鋰析出的可能。負極一旦有金屬鋰析出，活潑的金屬鋰可能會引發一系列放熱副反應，最終導致電池熱失控而引發安全問題。因此在壽命期內定期對鋰離子蓄電池進行析鋰檢測，是確保其長期安全使用的關鍵。

目前，常用的析鋰檢測方法是通過拆解電池的方式，將負極抽出進行分析是否有析鋰存在，該方法可對析鋰有直觀的判斷，但具有破壞性。

另一種是對電池進行循環充放電觀察電性能變化，但該方式耗時較長，需要進行多次充放電循環，對電池的壽命是一種損失。

還有一種通過檢測工具檢測電池金屬外殼與負極端子間電壓來判斷內部是否出現析鋰，當待測鋰離子電池金屬外殼與負極端子間電壓高于2V時，可知該鋰離子動力電池內部無析鋰，但該判定方法的準確性受電池結構的影響較大。

因此如果能夠通過電池的電化學行為特點推測出電池的析鋰狀態，有助于及時有效地對工作中的鋰離子蓄電池安全性進行無損評估。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋰離子蓄電池析鋰的無損檢測方法，該方法可及時發現電池析鋰的發生，并且不對電池產生破壞。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種鋰離子蓄電池析鋰的無損檢測方法，包含以下步驟：

S1，在鋰離子蓄電池的不同壽命階段對電池進行充電，每次充電至同一電壓；

S2：對充電后的鋰離子蓄電池進行電化學阻抗譜測量；

S3：參照鋰離子蓄電池等效電路模型對測得的電化學阻抗譜進行擬合；

S4：對擬合后的數據中的Rsei數值進行比較，如果出現下降，表明電池內部發生析鋰行為，如果未出現下降，表明電池內部未發生析鋰行為。

較佳地，步驟S1中，所述的鋰離子蓄電池充電至滿電，充電方法包含：采用0.1～0.2C電流恒流充電至設定的終止電壓值，再以該電壓恒壓充電至電流小于0.05C，充電溫度為10～30℃。

較佳地，所述的鋰離子蓄電池在使用開始前進行一次電化學阻抗測試，以及在使用期間進行周期測試，測試周期為不大于3個月或者充放電循環次數不大于某一值，該值根據使用的放電深度而定。

較佳地，步驟S2中，采用電化學交流阻抗測試儀進行電化學阻抗譜測量，測試頻率范圍為0.01Hz～100kHz。

較佳地，步驟S2中，測試環境溫度為10～30℃。

較佳地，所述的鋰離子蓄電池為：聚合物鋰離子蓄電池、液態鋰離子蓄電池或固態鋰離子蓄電池。