[发明专利]一种获取锂离子电池内部状态分布的装置及其方法

权利要求书

1.一种获取锂离子电池内部状态分布的装置，其特征在于，所述锂离子电池内部状态包括电池内部电解液、活性物质、析锂、电池电量、电池健康，

其包括超声探测单元、扫查单元以及框架辅助单元，其中，

超声探测单元和扫查单元设置在框架辅助单元上，

所述框架辅助单元包括恒温槽和支撑架，恒温槽用于为待检测锂离子电池提供测试场所，其中装有液体，支撑架用于为超声探测单元和扫查单元提供安装和支撑场所，

所述超声探测单元包括至少两对不同频率的液浸式超声探头，所述液浸式超声探头用于在耦合环境中对待检测锂离子电池执行超声检测，所述液浸式超声探头中至少有一对的频率在1.5 MHz到10 MHz之间，至少有一对的频率在0.2 MHz到1.5 MHz之间，

所述扫查单元用于实现超声探测单元和待检测锂离子电池相对移动，以实现对待检测锂离子电池全体积上的检测，

还包括电性能测试单元，所述电性能测试单元用于对待检测锂离子电池进行充放电，并记录电池的电压电流信息，从而获得不同充放电状态下电池的内部状态，

所述超声探测单元还包括超声信号发射接收组件以及高频信号线，液浸式超声探头通过高频信号线与超声信号发射接收组件相连，所述液浸式超声探头成对出现，一对液浸式超声探头中的一个液浸式超声探头用于在超声信号发射接收组件控制下发射出超声信号脉冲，另一个液浸式的超声探头用于接收从待检测锂离子电池中穿过的携带有检测信息的超声脉冲信号，超声信号发射接收组件还用于对接收到的携带有检测信号的超声脉冲信号进行转换、量化以及记录，

所述扫查单元包括两直线滑动模组和探头固定架，两直线滑动模组相互垂直设置，并位于y-z平面上，每个直线滑动模组均包括一个滑轨和设置在滑轨上的滑块，滑块能沿滑轨相对滑动，探头固定架设置在滑块上，以能随滑动移动，液浸式超声探头设置在探头固定架上。

2.如权利要求1所述的一种获取锂离子电池内部状态分布的装置，其特征在于，所述液浸式超声探头具有多对，多对液浸式超声探头设置在探头固定架上，位于待测电池两侧，相对布置，探头固定架上能固定多对液浸式超声探头，探头固定架的一端与滑块相固定，另一端伸入恒温槽的耦合液中，

通过移动液浸式超声探头或待检测电池以实现对电池各部分进行探测，从而能得出电池内各处的状态信息。

3.如权利要求2所述的一种获取锂离子电池内部状态分布的装置，其特征在于，所述框架辅助单元还包括保温层、冷却模块和加热模块，所述保温层包套在恒温槽外壁，以用于保温，所述冷却模块和所述加热模块设置在恒温槽处，使用时，通过控制冷却模块与加热模块的运行状态来控制槽内液体的温度。

4.如权利要求1-3之一所述装置的检测方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤一：在探头固定架上安装多对不同频率的液浸式超声探头，将待测电池固定于恒温槽内并灌入用于传导超声信号的液体；

步骤二：控制恒温槽中的冷却模块和加热模块，将恒温槽内液体加热或者冷却至设定温度；

步骤三：控制超声信号发射接收组件，由电池一侧的液浸式超声探头发出超声信号脉冲，超声信号脉冲穿过检测电池，由电池另一侧的液浸式超声探头接收携带有检测信息的超声脉冲信号；

步骤四：控制直线滑动模组带动液浸式超声探头对移动，对电池执行下一步扫描，同时执行步骤三的工作；

步骤五：控制电性能测试单元对待测电池进行检测所需的充放电，同时进行步骤四；

步骤六：汇总测试数据，对数据进行处理，通过不同频率的探头来对锂离子电池内部不同状态进行检测和评估。

5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，步骤六具体为，以一种频率的检测结果作为参考基准，对多种频率下的测试结果进行计算，结合电池充放电信息得出电解液、活性物质、析锂、电池电量、电池健康状态的状态分布图。