[发明专利]一种基于差分电压的不可逆析锂量原位定量检测方法

说明书

本发明涉及一种基于差分电压的不可逆析锂量原位定量检测方法，包括：S1、离线获取电池在不同老化阶段的差分电压曲线和不可逆析锂量；S2、基于步骤S1获取的差分电压曲线，离线计算得到不同老化阶段的电池LLI，并建立不同老化阶段LLI与不可逆析锂量的定量关系；S3、在线获取待测电池的差分电压曲线；S4、依据步骤S3获取的差分电压曲线，计算出待测电池相应的LLI；S5、将步骤S4计算得到的待测电池的LLI代入步骤S2中建立的定量关系式，输出得到待测电池对应的不可逆析锂量。与现有技术相比，本发明能够有效区分可逆析锂和不可逆析锂，能够在不拆解电池的情况下准确地得到不可逆析锂量的定量检测结果，提高可使用场景范围。

技术领域

本发明涉及锂电池检测技术领域，尤其是涉及一种基于差分电压的不可逆析锂量原位定量检测方法。

背景技术

随着电动汽车的快速发展，作为电动汽车动力源的锂离子电池，其寿命和安全受到多种因素影响，其中影响较大的因素是析锂，锂离子电池在过充的情况下，由于负极余量不够会在负极表面析出一层锂金属，一方面，析锂会造成大量的锂离子损失，造成内阻增加和容量衰减；另一方面，如果析出的锂继续增长会生成锂枝晶，锂枝晶会刺穿隔膜造成内部短路触发热失控，对电池的安全性造成极大的威胁。也就是说，析锂分为可逆析锂和不可逆析锂，随着电池的老化，不可逆析锂量会累积，这不仅会使锂离子电池的容量加速衰减，还会由于形成锂枝晶而引发内短路造成安全问题。因此检测析锂对锂离子电池而言至关重要。

目前检测析锂的方法很多，根据破坏电池与否分为原位技术和非原位技术两大类。原位技术主要有以下两种：1)放电曲线法。依据电池放电曲线是否出现高电压平台来判断是否发生析锂，通过电压平台的长度来量化析锂量。该方法只是依据理论进行分析，没有通过实验实测析锂量来证明准确性。并且，该方法不能检测不可逆析锂量。2)厚度检测法。析锂造成的电池体积变化远远大于石墨结构变化造成的，发生析锂的电池的厚度更大，因此可以通过测量电池厚度来判断析锂是否发生。但由于电池内会发生复杂的电化学反应、产生气体，这会影响该方法的准确性。除此之外，该方法很难定量检测析锂量，也不能区分可逆析锂和不可逆析锂。非原位技术则主要有SEM、ICP、NMR等，但是非原位意味着破坏电池，因此可使用场景较少，并且很多非原位技术不仅不能区分可逆析锂和不可逆析锂，也不能定量检测不可逆析锂量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于差分电压的不可逆析锂量原位定量检测方法，能够在不拆解破坏电池的情况下准确检测得到定量的不可逆析锂量。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于差分电压的不可逆析锂量原位定量检测方法，包括以下步骤：

S1、离线获取电池在不同老化阶段的差分电压曲线和不可逆析锂量；

S2、基于步骤S1获取的差分电压曲线，离线计算得到不同老化阶段的电池LLI(loss of lithium inventory，锂离子损失)，并建立不同老化阶段LLI与不可逆析锂量的定量关系；

S3、在线获取待测电池的差分电压曲线；

S4、依据步骤S3获取的差分电压曲线，计算出待测电池相应的LLI；

S5、将步骤S4计算得到的待测电池的LLI代入步骤S2中建立的定量关系式，输出得到待测电池对应的不可逆析锂量。

进一步地，所述步骤S1和步骤S3中获取电池的差分电压曲线的具体过程为：

获取电池在25℃、0.1C放电工况下的放电电压曲线；

根据放电电压曲线，获取初始差分电压曲线，对初始差分电压曲线进行滤波后获得相应的差分电压曲线。

进一步地，所述初始差分电压曲线具体为电池差分电压DV与电池容量Q之间的关系曲线，所述电池差分电压具体为：