[发明专利]一种电池循环失效的判断方法及判断系统

说明书

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种电池循环失效的判断方法，包括以下步骤：对电池进行充放电测试，记录每一循环周期的充电平台电压和放电平台电压，计算出每一循环周期的SVC值和RVC值；以充放电循环的次数为自变量，以计算所得的SVC值及RVC值为因变量，曲线拟合作图分别得到SVC曲线及RVC曲线；观察SVC曲线及RVC曲线的变化趋势，当SVC曲线和/或RVC曲线出现明显异常点时，即为电池循环失效开始时间点，终止充放电测试。另外，本发明还涉及一种电池循环失效的判断系统。相比于现有技术，本发明有效判断电池循环失效开始时间点，对电池内部可能出现的内短路及热失控做出预警。

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种电池循环失效的判断方法及判断系统。

背景技术

锂离子电池发展至今，已历经半个多世纪，其具有能量密度大，自放电小，使用寿命长等优点。然而，随着当今社会的飞速发展，其已越来越不能满足人们对高能量密度电池的需求。

相比于已接近理论比能极限的锂离子电池，金属锂具有超高的理论比容量(3860mAh·g^-1)。相比于常用作锂离子电池负极的石墨而言，以金属锂为负极具有极为明显的能量密度优势。同时，使用锂金属做负极，其反应活性高，电势低，原料广泛，价格低廉，是近年来极为热门的研究对象。

然而，使用锂金属作为电池负极材料存在着极大的安全隐患。金属锂表面不均匀的电流势必导致在充放电循环过程中锂的不均匀沉积，而不均匀沉积的锂随着循环的长久进行，最终将成为锂枝晶及失去电化学活性的死锂。这种不可控锂枝晶的生长及死锂的形成，使得电解液急剧消耗，内阻增大，储锂量减少，电池使用寿命减短，电池失效，更有甚者可能刺穿隔膜从而导致内短路，最终引起热失控乃至灾难性火灾等安全事故的发生。

为了解决由于锂支晶存在所引起的安全隐患，人们对其进行了大量研究，目前的主要预防方案有对金属锂进行表面处理，或是在电解液中添加各种添加剂等。但这些方法所起的作用都只是在一定程度上改善锂枝晶的问题，由于电池是个封闭系统，其电池内部的具体情况不能很好的实时监测，因此，仍然存在极大的安全隐患。

中国专利(CN111490301A)提供了一种判断电池失效时间的方法，通过检测电池充放电电压平台从而得到SVC曲线及RVC曲线，分别分析SVC曲线及RVC曲线变化趋势。从RVC曲线变化趋势开始出现异常到SVC曲线变化趋势开始出现异常的时间段内，即为电池的失效补救时间。虽然通过该方法能够有效监测电池开始出现电解液不足的时间点进行补液从而延长电池使用寿命，然而，这种方法实际上可以通过一开始就注入更多电解液来达到增加电池使用寿命的目的。对于锂金属电池而言，影响其使用寿命的因素更多的取决于负极界面，而负极界面上锂枝晶的生成从循环伊始便已存在，由于锂枝晶所引起的安全隐患会随着循环的进行越演越烈，电池失效到循环后期已无可避免，这是增加初始电解液的注入量及循环后补注电解液所不能解决的。

鉴于此，寻求适当的方法用以判断金属锂电池循环失效开始时间点，进而遏制后续发生的内短路等一系列安全隐患，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种电池循环失效的判断方法，有效判断电池循环失效开始时间点，对电池内部可能出现的内短路及热失控做出预警。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池循环失效的判断方法，包括以下步骤：

对电池进行充放电测试，记录每一循环周期的充电平台电压和放电平台电压，计算出每一循环周期的SVC值和RVC值；

以充放电循环的次数为自变量，以计算所得的SVC值及RVC值为因变量，曲线拟合作图分别得到SVC曲线及RVC曲线；

观察SVC曲线及RVC曲线的变化趋势，当SVC曲线和/或RVC曲线出现明显异常点时，即为电池循环失效开始时间点，终止充放电测试。