[发明专利]用于根据电极结构预测二次电池性能的设备及方法

说明书

本发明涉及一种用于根据电极结构来预测二次电池的性能的设备及方法。根据本发明的用于预测二次电池的性能的设备包括：通信单元，所述通信单元用于从测量在正极中形成的孔的体积的设备接收累积孔体积值，所述累积孔体积值是通过将每单位面积的所述正极的全部孔的体积求和而获得的值；以及处理器，所述处理器用于通过比较所述累积孔体积値与体积参考值来预测所述二次电池的输出性能，其中，所述体积参考值是与在所述二次电池连续放电时针对所述二次电池所需的预期输出值对应的累积孔体积值。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年9月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0126849的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容以引用方式并入本文中。

本发明涉及用于根据电极结构估计可再充电电池性能的设备及其方法。

背景技术

随着对锂可再充电电池的需求从小型便携式电子装置向中型和大型电动车辆(EV)和储能系统(ESS)变化，所需的电池特性也正在显著变化。除了与现有小型电池相比还需要诸如超过10年的长期可靠性、电池组级别的安全性和价格竞争力保障这样的显著增强的要求之外，还需要高功率特性和快速充电性能。

最近，已尝试通过提高电子的移动速度或提高离子的移动速度来改善输出。例如，已进行了诸如改变可再充电电池的电极的结构以提高离子(Li⁺)的移动速度这样的各种尝试。随之而来需要的是通过改变电极结构等来测量或估计离子的移动速度提高了多少并由此确定可再充电电池的输出提高了多少的方法。

然而，为了测量可再充电电池的输出，由于必须同时测量和控制电压和电流，因此这比测量常规单元电池电芯的能力困难得多。另外，这被指出是一个问题，因为除了用于测量可再充电电池的输出的方法的选择之外，所测得的值往往还会根据诸如输出保持时间、充电状态(SOC)、截止条件和测量温度这样的测量条件而大幅变化。

因此，需要可以容易且准确地估计由于取决于电极结构变化等的离子的移动速度提高而使可再充电电池的输出性能或快速充电性能提高了多少的方法。

发明内容

技术问题

本发明提供了用于通过基于相关累积侵入、弯曲度、极化电阻(Rpola)和电池性能将电极的累积侵入值(cumulative intrusion value)与体积参考值进行比较来根据用于估计可再充电电池性能的电极结构来估计可再充电电池性能的设备及其方法。

本发明提供了基于直径大于或等于0.1微米且小于或等于1微米的孔的累积侵入值根据用于估计可再充电电池性能的电极结构来估计可再充电电池性能的设备及其方法。

技术方案

本发明的一种用于估计可再充电电池性能的设备包括：通信单元，所述通信单元从用于测量在正极中形成的孔的体积的设备接收累积侵入值，所述累积侵入值是每单位面积的所述正极的全部孔的体积的求和值；以及处理器，所述处理器通过比较所述累积侵入值与体积参考值来估计所述可再充电电池的输出性能，其中，所述体积参考值是与在所述可再充电电池连续放电时针对所述可再充电电池所需的预期输出值对应的累积侵入值。

所述孔可以具有大于或等于0.1微米且小于或等于1微米的直径。

如果所述累积侵入值是所述体积参考值或更大，则所述处理器可以确定包括所述正极的所述可再充电电池满足所述预期输出值。