[发明专利]基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法及装置

权利要求书

1.基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法，锂电池负极中添加有电极聚合物粘结剂，所述电极聚合物粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素中至少一种，其特征在于，监测电池为目标电池，目标区域内设有氢气探测器或者氢气传感器，所述目标区域是指目标电池内部及目标电池外部可以探测到氢气浓度变化的区域，氢气浓度的变化量确定所述电池负极中锂的过度嵌入导致锂枝晶生长的变化情况，所述氢气浓度的变化量包括通过氢气探测器或者氢气传感器检测存储的目标氢气信号的拟合曲线而得到的变化量，根据氢气浓度的变化判断电池的运行状态，进行早期安全预警，将氢气浓度的变化量与预设变化量进行比较，当氢气浓度的变化量达到预设变化量时，认为所述电池的负极上锂枝晶生长过多，所述电池的运行状态不正常，存在热失控的风险；当氢气浓度的变化量未达到预设变化量时，认为所述电池的负极上没有锂枝晶或者锂枝晶极少，所述电池的运行状态正常，不存在热失控的风险。

2.根据权利要求1所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法，其特征在于，所述安全预警方法包括：灯光警报、声音警报、显示器弹窗警报、短信警报、邮件警报中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法，其特征在于，所述锂电池包括锂离子单体电池、锂离子电池模组以及锂离子电池簇。

4.根据权利要求3所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法，其特征在于，所述单体电池或者电池模组内设有一个或者多个氢气探测器或传感器。

5.一种基于氢气探测的锂电池早期安全预警装置，锂电池负极中添加有电极聚合物粘结剂，所述电极聚合物粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素中至少一种，其特征在于，所述装置包括：

氢气探测模块：用于获取目标氢气信号，所述目标氢气信号是指目标电池运行时在其负极表面产生锂枝晶时由于化学反应释放出的氢气信号，所述目标电池包括锂离子单体电池、锂离子电池模组以及锂离子电池簇；

信号处理模块：用于基于目标氢气信号，判断所述目标电池的运行状态是否正常，是否存在热失控的风险；

早期安全预警模块：用于基于目标电池的运行状态，进行早期安全预警；

所述信号处理模块包括：

存储子模块，用于将所述目标氢气信号存储起来；

处理子模块，用于将所述目标氢气信号进一步处理，为了消除氢气信号的波动性，将存储的所述目标氢气信号进行曲线拟合；

判断子模块，用于将所述目标氢气信号的变化量与预设变化量进行比较，当所述目标氢气信号中氢气浓度的变化量达到预设变化量时，认为所述电池的负极上锂枝晶生长过多，所述目标电池的运行状态不正常，存在热失控的风险；当所述目标氢气信号中氢气浓度的变化量未达到预设变化量时，认为所述电池的负极上没有锂枝晶或者锂枝晶极少，所述目标电池的运行状态正常，不存在热失控的风险。

6.根据权利要求5所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警装置，其特征在于，所述氢气探测模块的数量至少为一个，每个氢气探测模块单独配一个所述信号处理模块，多个信号处理模块再与一个安全预警模块相连。

7.根据权利要求5所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警装置，其特征在于，所述氢气探测模块的数量至少为一个，多个氢气探测模块与一个信号处理模块相连，再与一个安全预警模块相连。

8.根据权利要求5所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警装置，其特征在于，所述早期安全预警模块包括：

预警子模块，用于当所述电池的运行状态不正常时，进行早期安全预警，所述早期安全预警的方式包括灯光警报、声音警报、显示器弹窗警报、短信警报、邮件警报中的至少一种，所述显示器弹窗警报是指将故障情况直接呈现在用户或设备管理员的电脑、手机、平板的显示界面上，所述短信警报是指将故障信息直接编辑成短信发送到用户或者设备管理员手机上，所述邮件警报是指将故障信息直接编辑成邮件发送到用户或者设备管理员的电子邮箱。

9.根据权利要求5-8任一项所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警装置，其特征在于，所述装置还包括：

故障电池位置判断模块，用于在判断出所述目标电池的运行状态不正常或者存在热失控的风险之后，推断出存在安全隐患的电池位置；

自动处理模块，用于在早期安全预警模块工作的同时，自动将存在安全隐患的目标电池停止充放电，或者退出运行。