[发明专利]锂离子电池内部状态检测及无损筛选的方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种锂离子电池内部状态检测及无损筛选的方法。

背景技术

随着全球范围内的能源危机及环境污染问题日益严重，寻找绿色可持续发展的新能源己成为能源领域的主要发展方向。电动汽车作为一种节能环保的新能源交通工具正在得到迅速发展，锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、绿色无污染等优点，使其成为备受瞩目的动力电源之一。但大容量理离子电池的安全性一直是制约其发展的主要问题之一，在滥用条件下，如高温、内短路、挤压、振动等情况下，电池也会冒烟、着火甚至爆炸，给用户带来安全隐患。因此，提高理离子电池的安全性一直是动力电池研究的主要方向。

目前，对锂离子电池安全性能的研究主要集中在对电池材料和电池外部保护电路的设计领域，而对于电池制造过程中产生的内部状态异常电池的检测筛选方法则鲜有报道。事实上，在电池制造过程中很容易出现注液量不足，电池漏液，电池内部析锂，极片接带、断带等异常现象，这些异常电池有些在后期性能及外观检验中可以发现，有些则很难从电池的外观及可筛选的性能数据上体现出来，容易混入正常电池而进入正常的使用阶段，存在很大的安全隐患。因此，亟待开发出一种能够在电池制造的过程中就能够发现电池内部异常现象的方法对企业具有重大的实践意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种能够在锂离子电池制造过程中就能够检测出锂离子电池内部异常的锂离子电池内部状态检测及无损筛选的方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种锂离子电池内部状态检测及无损筛选的方法，将锂离子电池放入化成设备中，通过检测锂离子化成充电过程中的电压和电流信号来检测电池内部状态，锂离子电池化成充电过程分为恒流充电阶段和恒压充电阶段：恒流充电阶段即给定电流信号，得到的电压响应信号是按照一定规律连续上升的，即dV/dt恒正，如果电压曲线在此过程中上升趋势出现异常的甚至出现电压下降的情况，即dV/dt异常甚至出现负值，则说明电池内部状态出现异常。

恒压充电阶段即给定电压信号，得到的电流响应信号曲线是按照一定规律连续下降的，且下降速度逐渐减慢，即dI/dt恒负且其绝对值逐渐减小，如果电流曲线在此过程下降速度异常甚至出现正值，对应的恒压充电时间变长，则说明电池内部状态出现异常。

在恒流阶段，如果电压信号出现异常，表明电池内部出现严重析锂、极片接带、注液量严重不足、极耳焊接不良以及极片涂覆异常现象。

在恒压阶段，如果电流信号出现异常，导致恒压充电时间变长，表明电池内部负极表面出现大面积死区及轻微析锂现象，造成这种析锂的原因是排气不充分，注液量轻微不足，极片水分含量过高。

电流信号与电压信号如果同时出现异常，表明电池内部的注液量不足，极片接带现象。

所述恒流充电和恒压充电是在稳定的室温条件下进行。

本发明的有益效果是:一方面挑选准确度高，避免不良品流入下道工序；另一方面可以及时反馈前序生产中出现的问题并指导其进行问题整改，对确保电池性能、降低生产成本和提高生产效率具有重要意义。

附图说明

图1是本发明几种异常现象曲线图；

图2是实施例1的正常曲线图；

图3是实施例2的正常曲线图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1所示，本发明的工作原理：

锂离子电池化成充电过程分为恒流充电阶段和恒压充电阶段：

恒流充电阶段即给定电流信号，得到的电压响应信号是按照一定规律连续上升的。得到的电压响应信号是按照一定规律连续上升的，即dV/dt恒正，如果电压曲线在此过程中上升趋势出现异常的甚至出现电压下降的情况，即dV/dt异常甚至出现负值，则说明电池内部状态出现异常。

恒压充电阶段即给定电压信号，得到的电流响应信号是按照一定规律连续下降的，且下降速度逐渐减慢，即dI/dt恒负且其绝对值逐渐减小。如果电流在此过程下降速度异常甚至出现正值，对应的恒压充电时间变长，则说明电池内部状态出现异常。

实施例1

一种以磷酸铁锂为正极材料体系的能量型锂离子动力电池，控制稳定的室温条件对电池进行化成充电。