[發(fā)明專利]一種鋰離子電池容量衰減的無損分析方法

有效

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• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112098858B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 周江;李慧芳;韓江浩;陳榮;伍紹中
• 申請（專利權(quán)）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: G01R31/3835
• 分類號: G01R31/3835;G01R31/389
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池容量衰減的無損分析方法，包括步驟：步驟S1，對新鮮電池進行初始析鋰閾值的檢測：對發(fā)生容量衰減的電池進行預設初始析鋰閾值充電測試判斷操作；步驟S2，對發(fā)生容量衰減的電池進行析鋰閾值的動態(tài)檢測；步驟S3，基于析鋰閾值，動態(tài)分析電池發(fā)生容量衰減的主要因素：將發(fā)生容量衰減的電池的動態(tài)析鋰閾值與新鮮電池的初始析鋰閾值進行對比，根據(jù)預設判斷規(guī)則，判斷獲得電池發(fā)生容量衰減的主要因素。本發(fā)明公開的一種鋰離子電池容量衰減的無損分析方法，其無需拆解電池，主要通過對電池在容量衰減前后析鋰閾值的對比，來分析電池發(fā)生容量衰減的主要因素，從而為電池性能改進提供依據(jù)和方向。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及鋰離子電池的性能檢測分析技術(shù)領域，特別是涉及一種鋰離子電池容量衰減的無損分析方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池由于具有能量密度高、循環(huán)壽命長、綠色無污染等顯著優(yōu)勢，已被廣泛應用于手機、筆記本、儲能元器件以及電動汽車領域。目前，各個應用領域均對電池使用壽命提出更高的要求，因此需要對鋰離子電池容量衰減的原因進行分析，判斷導致電池衰減的主要因素，從而為電池的性能提升提供改善的依據(jù)和方向。

目前研究認為，鋰離子電池容量衰減的主要原因包括：正極材料的衰減、負極材料的衰減和活性鋰離子的損失。而在進行衰減原因分析時，一般采用將容量衰減后的電池進行拆解，并將其正負極材料分別制作成扣式電池進行克容量測試，通過與新鮮電池（即未發(fā)生容量衰減的電池）中正負極材料的克容量進行對比，然后把其中衰減較快的材料定為電池容量衰減的主要因素。

以上分析方法是破壞性的分析方法，只能通過對完成階段性測試的電池在拆解后再進行衰減原因的分析，而不適用于電池產(chǎn)品的在線檢測。而電池在不同的環(huán)境及工況條件下，導致其發(fā)生容量衰減的機理也不相同。

因此，目前迫切需要開發(fā)一種技術(shù)，能夠無需拆解電池，無損地在線檢測分析鋰離子電池容量衰減的原因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，提供一種鋰離子電池容量衰減的無損分析方法。

為此，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池容量衰減的無損分析方法，其包括以下步驟：

步驟S1，對新鮮電池進行初始析鋰閾值的檢測：以預設多個不同大小的充電電流I，按照從小到大的順序，分別依次對同一只新鮮電池進行預設初始析鋰閾值充電測試判斷操作，該預設初始析鋰閾值充電測試判斷操作用于判斷新鮮電池是否開始發(fā)生析鋰；

其中，新鮮電池為未發(fā)生容量衰減的電池；

當其中一個電流對應的預設初始析鋰閾值充電測試判斷操作的判斷結(jié)果為電池開始發(fā)生析鋰時，將該電流作為新鮮電池開始發(fā)生析鋰的閾值電流I_lim0，并測量獲得該電流下新鮮電池開始發(fā)生析鋰的閾值電壓V_lim0；

步驟S2，對發(fā)生容量衰減的電池進行析鋰閾值的動態(tài)檢測：以步驟S1獲得的新鮮電池開始發(fā)生析鋰的閾值電流I_lim0，對發(fā)生容量衰減的電池執(zhí)行預設動態(tài)析鋰閾值充電測試判斷操作，該預設動態(tài)析鋰閾值充電測試判斷操作用于判斷發(fā)生容量衰減的電池是否開始發(fā)生析鋰；

其中，發(fā)生容量衰減的電池，與步驟S1中的新鮮電池，為同一批次、相同型號的電池；

當預設動態(tài)析鋰閾值充電測試判斷操作的判斷結(jié)果為發(fā)生容量衰減的電池開始發(fā)生析鋰時，將該電流作為發(fā)生容量衰減的電池開始發(fā)生析鋰的閾值電流I_limm，并測量獲得該電流下發(fā)生容量衰減的電池開始發(fā)生析鋰的閾值電壓V_limm；

步驟S3，基于析鋰閾值，動態(tài)分析電池發(fā)生容量衰減的主要因素：將發(fā)生容量衰減的電池的動態(tài)析鋰閾值與新鮮電池的初始析鋰閾值進行對比，根據(jù)預設判斷規(guī)則，判斷獲得電池發(fā)生容量衰減的主要因素；