[發明專利]檢測電池枝晶狀態的裝置和預測電池使用性能的系統

在審

• 申請號: 202011247203.2
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112462266A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 支鍵;陳璞
• 申請（專利權）人: 瑞海泊有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/385;G01R31/392;G01N23/2251
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 周慧云

本發明公開了檢測電池枝晶狀態的裝置和預測電池使用性能的系統。其中該裝置包括存儲器、處理器和顯示器，存儲器用于存儲已知類型電池的單位面積容量?電流曲線；處理器與存儲器相連，處理器用于識別或讀取待測電池在充放電循環過程中的單位面積容量及電流密度，并基于待測電池的類型和與待測電池匹配的單位面積容量?電流曲線判斷待測電池的枝晶生長狀態；顯示器與處理器相連，顯示器用于顯示待測電池的枝晶生長狀態。該裝置檢測原理簡單，能夠在不拆解電池的前提下快速預判電池在特定使用條件下是否會帶來枝晶的影響以及枝晶的嚴重程度，且預判準確率高，在分析電池失效機理、改善電池使用條件及評價電池性能等方面有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于電池領域，具體而言，涉及檢測電池枝晶狀態的裝置和預測電池使用性能的系統。

背景技術

目前，對于電池失效機理，很難把握到底是正極活性物質、負極枝晶還是電解液等因素哪一個占據主導地位，并且在電池測試參數設定時，無法快速知道設置的電流是否會產生枝晶，只能通過電池循環后進行拆解，用SEM/TEM等表征手段來觀察金屬負極極片是否產生枝晶以及枝晶的生長情況，在電池循環過程中是無法直觀衡量或判斷枝晶情況的。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出檢測電池枝晶狀態的裝置和預測電池使用性能的系統。該裝置不僅檢測原理簡單，還能夠在不拆解電池的前提下快速預判電池在特定的使用條件下是否會帶來枝晶的影響以及枝晶的嚴重程度，同時還具有預判準確率高的優點，能夠更好的預估電池的循環壽命、適合的使用條件等，在分析電池失效機理、改善電池使用條件和評價電池性能方面有廣闊的應用前景。

本申請是基于發明人的以下發現提出的：

充放電循環過程中，在一定的電池容量下，如果電池超過擴散電流的限制，即電流密度過大，電極表面的電解液鹽濃度會趨向于0，金屬離子的沉積變得極不穩定，導致枝晶產生；而若電流密度在擴散電流的限制范圍內，則金屬負極不會產生枝晶，金屬離子沉積在金屬負極表面的形貌為蘚苔狀。為此，發明人設想可以根據電池容量及電流密度的變化對枝晶生長的影響來界定在一定電池容量及電流密度下是否有枝晶生長，以及枝晶生長的快慢，例如可以根據電池單位面積容量-電流曲線來判斷電池在一定電池容量和一定電流密度下的枝晶生長狀態。

為此，根據本發明的第一個方面，本發明提出了一種檢測電池枝晶狀態的裝置。根據本發明的實施例，該裝置包括：

存儲器，所述存儲器用于存儲已知類型電池的單位面積容量-電流曲線；

處理器，所述處理器與所述存儲器相連，所述處理器用于識別或讀取待測電池在充放電循環過程中的單位面積容量及電流密度，并基于所述待測電池的類型和與所述待測電池匹配的單位面積容量-電流曲線判斷所述待測電池的枝晶生長狀態；

顯示器，所述顯示器與所述處理器相連，所述顯示器用于顯示所述待測電池的枝晶生長狀態。

根據本發明上述實施例的檢測電池枝晶狀態的裝置，發明人發現，電池類型不同，其對應的單位面積容量-電流曲線也不相同，通過識別或讀取待測電池在充放電循環過程中的單位面積容量及電流密度，并參照預設的與該待測電池類型匹配的單位面積容量-電流曲線，可以快速判斷該待測電池在循環過程中的枝晶生長狀態并將該枝晶生長狀態通過顯示器顯示出來；此外，通過在存儲器中預設多種已知類型電池的單位面積容量-電流曲線，還可以進一步提高該檢測裝置的通用性。由此，該裝置不僅檢測原理簡單，還能夠在不拆解電池的前提下快速預判電池在特定的使用條件下是否會帶來枝晶的影響以及枝晶的嚴重程度，同時還具有預判準確率高的優點，能夠更好的預估電池的循環壽命、適合的使用條件等，在分析電池失效機理、改善電池使用條件和評價電池性能方面有廣闊的應用前景。

另外，根據本發明上述實施例的檢測電池枝晶狀態的裝置還可以具有如下附加的技術特征：