[发明专利]一种大尺寸软包锂离子电池析锂及均匀性的评估方法

说明书

本发明提供一种大尺寸软包锂离子电池析锂及均匀性的评估方法，将锂离子电池进行充电测试和放电测试，记录容量、电池绝对电压、辅助极耳对与主极耳之间的差值和电压变化情况，对比不同位置处电压达到平稳状态的时间及处理得到的dV/dT曲线和dV/dQ曲线；根据所述dV/dT曲线和dV/dQ曲线，判断锂离子嵌入石墨的速率分布和锂析出量。操作方法简单，对电池没有任何损伤，数据精准可靠，实现对锂离子电池内部负极析锂均匀性的实时分析，可以为软包单体电池、模块设计和预估电池组的实际使用寿命提供关键的技术支持。

技术领域

本发明实施例涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种大尺寸软包锂离子电池析锂及均匀性的评估方法。

背景技术

锂离子电池作为新型绿色能源，近年来受到越来越多的关注，而随着锂离子电池运用范围的不断扩大，对于其运用条件的要求也愈加苛刻，随之而来的是锂电池行业必须解决的如何提升锂电池在低温下的循环性能和大倍率充电性能。商用锂离子电池负极材料，包括碳和硅基材料等由于反应电位与金属锂的沉积电位相近，在大倍率充电、低温或者过充电时，负极嵌锂空间不足或者嵌锂阻力过大，会导致负极表面发生析锂和形成锂枝晶，引起电池容量下降、寿命衰减以及短路等安全问题。因此锂离子电池析锂的检测和分析已经成为目前行业内的技术热点。

申请号为201810769863.3的专利提出了一种锂离子电池析锂临界条件的判定方法，在同一温度下采用不同倍率进行充电，记录负极电位与充电电流或充电倍率的关系，得到锂离子电池的临界析锂电池或临界析锂倍率。申请号为201810576440.X的专利提出了一种锂离子电池析锂的检测方法及系统，将锂离子电池充电电压和容量数据做微分处理，得到dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态。申请号为201610367810.X的专利提出了一种比较锂离子电池在静置前后充放电循环的库伦效率数据，直接判断该锂离子电池内部是否发生析锂。

上述技术方案仅仅是对锂离子电池负极析锂后进行的相关分析，无法对锂离子电池内部析锂不均匀分布做出精准测试，动力锂离子电池市场要求锂离子电池设计尺寸不断增加，现有技术方案无法提供相关的技术支持，满足最新的市场需求。

发明内容

本发明为解决无法对锂离子电池内部析锂不均匀分布做出精准测试的问题，提出了一种大尺寸软包锂离子电池析锂及均匀性的评估方法，搭建了一种多极耳锂离子电池，通过测量电池不同位置在低温下充放电的电压弛豫行为，研究锂离子电池内部不同位置的析锂情况，为分析锂离子电池内部析锂不均匀性，及大尺寸锂离子电池负极局部析锂临界条件提供重要的技术支持。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种大尺寸软包锂离子电池析锂及均匀性的评估方法，包括以下步骤：

步骤S1：将锂离子电池进行充电测试和放电测试，记录容量、电池绝对电压、辅助极耳对与主极耳之间的差值和电压变化情况；

步骤S2：对比不同位置处电压达到平稳状态的时间，以时间T为X轴，dV/dT为Y轴作图得dV/dT曲线；

步骤S3：将dV/dT曲线进行微分处理，然后以放电容量Q为X轴，dV/dQ为Y轴作图，得到dV/dQ曲线；

步骤S4：根据所述dV/dT曲线和dV/dQ曲线，以放电容量Q为X轴，dV/dQ为Y轴，判断锂离子嵌入石墨的速率分布和锂析出量。

锂离子电池在大电流充放电后，电压稳定的持续时间取决于锂离子嵌入石墨的速率能力，插层的交换电流密度、石墨的固态扩散率、温度等参数，即使在锂金属含量相同的情况下，也能显著影响电压曲线。因此，利用同一包电池在某恒定温度下，利用电压平稳期比较该电池不同位置锂电镀量的方法是合理的。

所述将软包锂离子电池进行充电测试的步骤包括：

步骤101：将软包锂离子电池低温处理；