[發明專利]一種鋰電池的析鋰檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 202080005061.0
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112703125B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 袁世斐;劉兵曉;楊瑞;吳志偉
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L58/16
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 聶小培

本申請提供一種鋰電池的析鋰檢測方法及裝置，屬于電池技術領域，可以應用在新能源汽車、電動汽車、智能汽車、網聯汽車上，以提高析鋰診斷的可靠性。該方法包括：根據鋰電池的電池健康狀態SOH、鋰電池的溫度，以及鋰電池的SOH和鋰電池的溫度與目標參數的對應關系，確定鋰電池對應的目標參數；將鋰電池對應的目標參數代入預設析鋰估算模型中，得到鋰電池的析鋰估算模型；鋰電池的充電電流、鋰電池的電壓、鋰電池的溫度和鋰電池的SOH輸入鋰電池的析鋰估算模型，得到該鋰電池的負極的實時電位值；若該鋰電池的負極的實時電位值小于零，則確定該鋰電池發生析鋰。

技術領域

本申請涉及電池技術領域，可以應用在新能源汽車、電動汽車、智能汽車、網聯汽車上，尤其涉及一種鋰電池的析鋰檢測方法及裝置。

背景技術

鋰電池因其污染小、能量密度高、循環壽命長和自放電率低等優點，被廣泛應用在手機、平板電腦、便攜式設備等電子設備上，以及電動汽車、電動摩托車等各種電動車輛上，成為這些設備或車輛中不可或缺的部件。因此，關于鋰電池的安全性的問題受到人們越來越多的關注，析鋰作為鋰電池在充電過程中的一種異常現象，是近年來人們關注的熱點問題之一。

在對鋰電池充電的過程中，鋰離子會從正極脫嵌并嵌入負極。當從正極脫嵌的鋰離子無法嵌入負極時，這些鋰離子會析出在負極表面，形成金屬鋰，這就叫作析鋰。析鋰發生的條件可以分為內部因素和外部因素兩種。內部因素通常包括負極對鋰電位小于0，這樣導致鋰離子不再全部嵌入負極，而是一部分嵌入負極，一部分以鋰金屬態析出。外部因素通常包括低溫、高電荷狀態(state of charge，SOC)和高倍率充電。其中，低溫會造成鋰離子擴散動力變慢，高電荷狀態時的負極對鋰電位相對較低，從而低溫和高電荷狀態都不利于鋰離子嵌入負極；高倍率充電會生成較強電場推動大量鋰離子從正極脫嵌并嵌入負極，當脫嵌的鋰離子數量大于負極能夠接收的鋰離子數量時就會導致析鋰產生。

析鋰的發生和累積會降低庫倫效率，導致鋰電池的容量降低，析出的鋰金屬容易造成負極膨脹和顆粒破裂，使更多負極新鮮界面暴露在電解液中形成新的固體電解質界面(solid electrolyte interface，SEI)膜，導致阻抗的增加。另外，析出的鋰金屬持續生長會引發鋰枝晶的形成，進而誘發內部短路帶來安全風險，析出的鋰金屬也會與電解液緩慢反應，大大降低熱失控的起始溫度。因此，存在鋰電池的析鋰檢測需求。

現有技術中，對于目前的實時析鋰檢測技術，析鋰檢測方法為：在對鋰電池充電的過程中，監測鋰電池的充電電壓和荷電狀態，該充電電壓作為第一電壓；從預設的開路電壓與荷電狀態之間對應關系中，獲取當前荷電狀態所對應的電壓值作為第二電壓；根據第一電壓與第二電壓的差值(即極化電壓)與事先測量得到的極化電壓閾值的大小關系，判斷充電過程中是否發生析鋰，若該差值大于極化電壓閾值，則可確定該鋰電池發生了析鋰。但是，該方法中的鋰電池的極化電壓不能區分正負極極化電壓，而析鋰主要發生在鋰電池的負極。因此通過鋰電池的極化電壓和極化電壓閾值來確定鋰電池是否發生析鋰，可能會使得析鋰檢測的可靠性較低。

發明內容

本申請提供一種鋰電池的析鋰檢測方法及裝置，根據鋰電池的電壓、鋰電池的充電電流、鋰電池的溫度、鋰電池的SOH，以及鋰電池的溫度、SOH與目標參數的對應關系，確定鋰電池的析鋰估算模型，進而確定鋰電池的負極實時電位值，以使得本申請可以根據該負極實時電位值對鋰電池是否發生析鋰進行檢測，提高析鋰檢測的可靠性。

為達到上述目的，本申請的實施例采用如下技術方案：

第一方面，提供一種鋰電池的析鋰檢測方法，包括：根據鋰電池的電池健康狀態SOH和(鋰電池的)溫度，以及鋰電池的溫度、SOH與目標參數的對應關系，確定該鋰電池對應的目標參數。將該鋰電池對應的目標參數代入預設析鋰估算模型中，從而得到該鋰電池的析鋰估算模型。隨后，將鋰電池的充電電流、電壓、溫度和SOH輸入到該鋰電池的析鋰估算模型中，得到該鋰電池的負極的實時電位值。若利用上述析鋰估算模型所得鋰電池的負極的實時電位值小于零，則確定該鋰電池發生析鋰。