[發明專利]一種基于極片膨脹度預測鋰離子電池循環壽命的方法

有效

• 申請號: 202011076892.5
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112198444B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 李君陽;楊陸香
• 申請（專利權）人: 聯動天翼新能源有限公司
• 主分類號: G01R31/392
• 分類號: G01R31/392;G01R31/396;G01R31/385
• 代理公司: 無錫派爾特知識產權代理事務所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本發明公開一種基于極片膨脹度預測鋰離子電池循環壽命的方法，屬于鋰離子電池循環壽命測試技術領域。所述方法包括：將同批次鋰電池以固定的梯度增加循環周數，建立循環周數與容量保持率的關系曲線；將測試完的鋰離子電池作放電處理后拆解；對每個鋰離子電池進行循環測試，并進行極片膨脹度的拍攝計算；建立容量保持率與極片膨脹度的關系曲線；將待預測的鋰離子電池循環一定周數后拆解，計算極片膨脹度和容量保持率；算出鋰離子電池的循環壽命。本發明提供的一種基于極片膨脹度預測鋰離子電池循環壽命的方法，基于對電池循環過程中極片的膨脹度變化，通過短期循環后實測數據的擬合計算預測電池壽命，與實際測試結果具有更好的一致性，且簡單易行。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池循環壽命測試技術領域，特別涉及一種基于極片膨脹度預測鋰離子電池循環壽命的方法。

背景技術

循環壽命是限制鋰離子電池實際應用的一項重要指標。動力電池領域中普遍認為當電池容量下降到額定容量的80％后將不能再用在電動汽車上。但是常規的鋰離子電池循環壽命測試方法耗時較長，會占用很大的人力、物力成本，因此尋找一種能夠快速預測電池壽命的方法是十分必要的。

中國專利(公告號CN107144790A)提供了一種預測鋰離子電池循環壽命的方法，通過測量不同的電芯阻抗圖譜，對比圖譜的形狀、相對位置與容量保持率的關系來推測電芯在不同循環次數時的容量保持率，這種方法在一定程度上縮短了測試時間，但是鋰離子電池的阻抗圖譜是一項復雜的化學反應過程，阻抗圖譜以及阻抗數值受到多方面的影響，因此這種方法不能夠客觀的預測鋰離子電池的循環壽命。如何客觀的預測鋰離子電池的循環壽命仍然是該領域亟待解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于極片膨脹度預測鋰離子電池循環壽命的方法，以解決現有的預測鋰離子電池的壽命的方法過程復雜、耗時較長，且會受到許多因素的影響，導致無法客觀的預測鋰離子電池的循環壽命的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于極片膨脹度預測鋰離子電池循環壽命的方法，包括：

S1：選取若干個一致性良好的鋰離子電池，每一只鋰電池以固定的梯度增加循環周數，按照設置好的循環周數對鋰離子電池分別進行循環性能測試，并記錄每只電池的容量保持率，建立循環周數與容量保持率的關系曲線，并求出循環周數與容量保持率的關系式；

S2：將測試完畢的鋰離子電池作放電處理，并拆解掉正/負極極片；

S3：對每個鋰離子電池進行循環測試，同時對該鋰離子電池的極片進行極片膨脹度的拍攝計算；

S5：將計算出的極片膨脹度與鋰離子電池的容量保持率一一對應，建立容量保持率與極片膨脹度的關系曲線；

S6：將待預測的鋰離子電池循環一定周數后拆解，按照步驟S2-S3計算出極片的膨脹度，代入S5中容量保持率與極片膨脹度的關系式中，算出容量保持率；

S7：將S6中計算得到的容量保持率代入S1中循環周數與容量保持率的關系式中，即可計算出鋰離子電池的循環壽命。

可選的，步驟S3中對鋰離子電池進行循環測試時，將組裝的鋰離子電池裝入ECCS夾具中，所述ECCS夾具為電化學反應可視化共聚焦系統專用夾具。

可選的，步驟S1中鋰離子電池的循環周數為100-300周，且以20周為一梯度。

可選的，步驟S1中選取的鋰離子電池的數量為20～100只。

可選的，所述鋰離子電池的極片膨脹度包括正極極片在充電過程中的厚度變化或正極極片在放電過程中的厚度變化或負極極片在充電過程中的厚度變化或負極極片在放電過程中的厚度變化。

可選的，所述鋰離子電池極片包括NCM極片或磷酸鐵鋰極片或石墨極片或SiC極片或SiO極片或Si和石墨復配極片。