CN108761344A - 一种锂离子电池析锂的检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种锂离子电池析锂的检测方法及系统，该方法包括：将锂离子电池进行充电测试，并采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据；将所述电压和容量数据做微分处理，得到dV/dQ曲线；根据所述dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态。本发明实施例提供的技术方案，通过对数据的处理分析，可以对锂离子电池的负极析锂进行准确检测，从而避免人为主观带来的检测误差，同时也避免了由于负极析锂影响电池的安全性，提高锂离子电池的使用寿命和安全性能，操作简便高效，检测精度较高。
Description
技术领域
本发明实施例涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池析锂的检测方法及系统。
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。目前锂离子电池负极材料主要为石墨炭材料，在低温充电或大倍率充电时，电池内部会引起较大的极化，而持续的极化，容易引起电池析锂，严重形成锂枝晶，刺穿隔膜，造成正负极短路，对电池的安全性能造成极大的危害，所以要提前判断出锂离子电池析锂窗口。
目前，判断锂离子电池是否析锂的最常用的方法是将电池在不同倍率及温度下充电，然后拆解电池，肉眼判断，主观给出析锂状态及严重程度。该方法主要依靠人员的经验判断，不仅存在主观判断造成的误差，而且操作复杂，效率低下。此外，锂离子电池，尤其是动力电池，电池体积和重量较大，有些电池还是钢壳电池，拆解电池时会带来一定的安全隐患，而且还需要耗费较大的人力和物力。
发明内容
本发明提供一种锂离子电池析锂的检测方法及系统，以解决现有技术中检测充电锂离子电池析锂情况时操作复杂以及检测析锂情况的效率较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种锂离子电池析锂的检测方法，所述方法包括：
将锂离子电池进行充电测试，并采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据；
将所述电压和容量数据做微分处理，得到dV/dQ曲线；
根据所述dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态。
进一步地，上述检测方法中，所述将锂离子电池进行充电测试的步骤包括：
将锂离子电池进行不同测试倍率下的充电测试；
按照测试倍率将锂离子电池满充至截止电压；
将锂离子电池恒压充至0.05C；
采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据
进一步地，上述检测方法中，所述采集充电测试过程中锂离子电池的电压及容量数据的步骤包括：
根据预设采集间隔时间，采集充电测试过程中锂离子电池的电压及容量数据；
其中，所述预设采集间隔时间小于等于10s。
进一步地，上述检测方法中，电压精度大于等于0.5‰。
进一步地，上述检测方法中，所述根据所述dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态的步骤包括：
若检测到在60％SOC之后，所述dV/dQ曲线上的dV/dQ值随SOC线性增加直至截止电压后突降为0，则判断锂离子电池内部无析锂发生；
若检测到在60％SOC之后，所述dV/dQ曲线上的dV/dQ值增长平缓，出现平台区，直至截止电压后突降为0，则判断锂离子电池内部有析锂发生。
第二方面，本发明实施例还提供了一种锂离子电池析锂的检测系统，所述系统包括：
测试采集模块，用于将锂离子电池进行充电测试，并采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据；
数据处理模块，用于将所述电压和容量数据做微分处理，得到dV/dQ曲线；
析锂判断模块，用于根据所述dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态。
进一步地，上述检测系统中，所述测试采集模块包括：
第一测试单元，用于将锂离子电池进行不同测试倍率下的充电测试；
第二测试单元，用于按照测试倍率将锂离子电池满充至截止电压；
第三测试单元，用于将锂离子电池恒压充至0.05C；
数据采集模块，用于采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据
进一步地，上述检测系统中，所述数据采集模块具体用于：
根据预设采集间隔时间，采集充电测试过程中锂离子电池的电压及容量数据；
其中，所述预设采集间隔时间小于等于10s。
进一步地，上述检测系统中，电压精度大于等于0.5‰。
进一步地，上述检测系统中，所述析锂判断模块具体用于：
若检测到在60％SOC之后，所述dV/dQ曲线上的dV/dQ值随SOC线性增加直至截止电压后突降为0，则判断锂离子电池内部无析锂发生，不同倍率的dV/dQ曲线高度重合；
若检测到在60％SOC之后，所述dV/dQ曲线上的dV/dQ值增长平缓，出现平台区，直至截止电压后突降为0，则判断锂离子电池内部有析锂发生。
本发明实施例提供的技术方案，通过对数据的处理分析，可以对锂离子电池的负极析锂进行准确检测，从而避免人为主观带来的检测误差，同时也避免了由于负极析锂影响电池的安全性，提高锂离子电池的使用寿命和安全性能，操作简便高效，检测精度较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例一提供的锂离子电池析锂的检测方法的流程示意图；
图2是本发明实施例二提供的锂离子电池析锂的检测方法的流程示意图；
图3是本发明实施例三提供的锂离子电池析锂的检测方法的流程示意图；
图4是本发明实施例四提供的锂离子电池析锂的检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
请参阅附图1，为本发明实施例一提供的一种锂离子电池析锂的检测方法的流程示意图，该方法适用于锂离子充电时负极析锂检测的场景，该方法由锂离子电池析锂的检测系统来执行，该装置可以由软件和/或硬件实现，集成于电池管理平台的内部。该方法具体包括如下步骤：
S101、将锂离子电池进行充电测试，并采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据。
在本实施例中，锂离子电池的充电测试对设备的精度有一定的要求，比如电压精度需大于等于0.5‰。
需要说明的是，锂离子电池在充电阶段，负极电位逐渐降低，在恒流截止时达到最低电位，当最低电位达到临界析锂电位时负极表面发生析锂，充电倍率越大，最低电位越低。
S102、将所述电压和容量数据做微分处理，得到dV/dQ曲线。
具体的，将所述电压和容量数据做微分处理，得到dV/dQ值，用该dV/dQ值绘制dV/dQ VS SOC曲线。
S103、根据所述dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态。
具体的，S103进一步包括：
(1)若检测到在60％SOC之后，所述dV/dQ曲线上的dV/dQ值随SOC线性增加直至截止电压后突降为0，则判断锂离子电池内部无析锂发生；不同倍率的dV/dQ曲线高度重合；
(2)若检测到在60％SOC之后，所述dV/dQ曲线上的dV/dQ值增长平缓，出现平台区，直至截止电压后突降为0，则判断锂离子电池内部有析锂发生。
需要说明的是，当充电电流越大，电芯内部极化增加，石墨负极电位越低，更容易发生析锂。发明人在研究中发现，在大倍率发生析锂时负极电位会出现一个稳定的平台区，电压维持不变，表现在负极电位曲线变化斜率发生改变，即dV/dQ值减小。本发明实施例以此差异来判定不同倍率充电下锂电池内部析锂状态。
本发明实施例提供的技术方案，通过对数据的处理分析，可以对锂离子电池的负极析锂进行准确检测，从而避免人为主观带来的检测误差，同时也避免了由于负极析锂影响电池的安全性，提高锂离子电池的使用寿命和安全性能，操作简便高效，检测精度较高。
实施例二
如图2所示，本发明实施例二提供的锂离子电池析锂的检测方法，是在实施例一提供的技术方案的基础上，对步骤S101“将锂离子电池进行充电测试，并采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据”的进一步优化。与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。具体的，可以包括如下步骤：
将锂离子电池进行不同测试倍率下的充电测试；
按照测试倍率将锂离子电池满充至截止电压；
将锂离子电池恒压充至0.05C；
采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据。
基于上述优化，如图2所示，本实施例提供的锂离子电池析锂的检测方法，可以包括如下步骤：
S201、将锂离子电池进行不同测试倍率下的充电测试。
具体的，锂离子电池在做析锂窗口测试过程中，需要在不同倍率下进行充电测试。
S202、按照测试倍率将锂离子电池满充至截止电压。
S203、将锂离子电池恒压充至0.05C。
S204、采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据。
S205、将所述电压和容量数据做微分处理，得到dV/dQ曲线。
S206、根据所述dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态。
本发明实施例提供的技术方案，通过对数据的处理分析，可以对锂离子电池的负极析锂进行准确检测，从而避免人为主观带来的检测误差，同时也避免了由于负极析锂影响电池的安全性，提高锂离子电池的使用寿命和安全性能，操作简便高效，检测精度较高。
实施例三
如图3所示，本发明实施例三提供的锂离子电池析锂的检测方法，是在实施例二提供的技术方案的基础上，对步骤S204“采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据”的进一步优化。与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。具体的，可以包括如下步骤：
根据预设采集间隔时间，采集充电测试过程中锂离子电池的电压及容量数据；其中，所述预设采集间隔时间小于等于10s。
基于上述优化，如图3所示，本实施例提供的锂离子电池析锂的检测方法，可以包括如下步骤：
S301、将锂离子电池进行不同测试倍率下的充电测试。
S302、按照测试倍率将锂离子电池满充至截止电压。
S303、将锂离子电池恒压充至0.05C。
S304、根据预设采集间隔时间，采集充电测试过程中锂离子电池的电压及容量数据；
其中，所述预设采集间隔时间小于等于10s。
S305、将所述电压和容量数据做微分处理，得到dV/dQ曲线。
S306、根据所述dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态。
本发明实施例提供的技术方案，通过对数据的处理分析，可以对锂离子电池的负极析锂进行准确检测，从而避免人为主观带来的检测误差，同时也避免了由于负极析锂影响电池的安全性，提高锂离子电池的使用寿命和安全性能，操作简便高效，检测精度较高。
实施例四
请参阅附图4，为本发明实施例四提供的锂离子电池析锂的检测系统的结构示意图，该系统适用于执行本发明实施例提供的锂离子电池析锂的检测方法。该系统具体包含如下模块：
测试采集模块41，用于将锂离子电池进行充电测试，并采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据；
数据处理模块42，用于将所述电压和容量数据做微分处理，得到dV/dQ曲线；
析锂判断模块43，用于根据所述dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态。
优选的，所述测试采集模块包括：
第一测试单元，用于将锂离子电池进行不同测试倍率下的充电测试；
第二测试单元，用于按照测试倍率将锂离子电池满充至截止电压；
第三测试单元，用于将锂离子电池恒压充至0.05C；
数据采集模块，用于采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据。
优选的，所述数据试采集模块具体用于：
根据预设采集间隔时间，采集充电测试过程中锂离子电池的电压及容量数据；
其中，所述预设采集间隔时间小于等于10s。
优选的，电压精度大于等于0.5‰。
优选的，所述析锂判断模块具体用于：
若检测到在60％SOC之后，所述dV/dQ曲线上的dV/dQ值随SOC线性增加直至截止电压后突降为0，则判断锂离子电池内部无析锂发生，不同倍率的dV/dQ曲线高度重合；不同倍率的dV/dQ曲线高度重合；
若检测到在60％SOC之后，所述dV/dQ曲线上的dV/dQ值增长平缓，出现平台区，直至截止电压后突降为0，则判断锂离子电池内部有析锂发生。
本发明实施例提供的技术方案，通过将锂离子电池进行充电测试，并采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据；将所述电压和容量数据做微分处理，得到dV/dQ曲线；根据所述dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态。基于上述方法及系统，通过对数据的处理分析，可以对锂离子电池的负极析锂进行准确检测，从而避免人为主观带来的检测误差，同时也避免了由于负极析锂影响电池的安全性，提高锂离子电池的使用寿命和安全性能，操作简便高效，检测精度较高。
上述系统可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，包括：
将锂离子电池进行充电测试，并采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据；
将所述电压和容量数据做微分处理，得到dV/dQ曲线；
根据所述dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，所述将锂离子电池进行充电测试的步骤包括：
将锂离子电池进行不同测试倍率下的充电测试；
按照测试倍率将锂离子电池满充至截止电压；
将锂离子电池恒压充至0.05C；
采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，所述采集充电测试过程中锂离子电池的电压及容量数据的步骤包括：
根据预设采集间隔时间，采集充电测试过程中锂离子电池的电压及容量数据；
其中，所述预设采集间隔时间小于等于10s。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，电压精度大于等于0.5‰。
5.根据权利要求2所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，所述根据所述dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态的步骤包括：
若检测到在60％SOC之后，所述dV/dQ曲线上的dV/dQ值随SOC线性增加直至截止电压后突降为0，则判断锂离子电池内部无析锂发生；
若检测到在60％SOC之后，所述dV/dQ曲线上的dV/dQ值增长平缓，出现平台区，直至截止电压后突降为0，则判断锂离子电池内部有析锂发生。
6.一种锂离子电池析锂的检测系统，其特征在于，包括：
测试采集模块，用于将锂离子电池进行充电测试，并采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据；
数据处理模块，用于将所述电压和容量数据做微分处理，得到dV/dQ曲线；
析锂判断模块，用于根据所述dV/dQ曲线，判断锂离子电池内部的析锂状态。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池析锂的检测系统，其特征在于，所述测试采集模块包括：
第一测试单元，用于将锂离子电池进行不同测试倍率下的充电测试；
第二测试单元，用于按照测试倍率将锂离子电池满充至截止电压；
第三测试单元，用于将锂离子电池恒压充至0.05C；
数据采集模块，用于采集充电测试过程中锂离子电池的电压和容量数据。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池析锂的检测系统，其特征在于，所述数据试采集模块具体用于：
根据预设采集间隔时间，采集充电测试过程中锂离子电池的电压及容量数据；
其中，所述预设采集间隔时间小于等于10s。
9.根据权利要求6所述的锂离子电池析锂的检测系统，其特征在于，电压精度大于等于0.5‰。
10.根据权利要求7所述的锂离子电池析锂的检测系统，其特征在于，所述析锂判断模块具体用于：
若检测到在60％SOC之后，所述dV/dQ曲线上的dV/dQ值随SOC线性增加直至截止电压后突降为0，则判断锂离子电池内部无析锂发生，不同倍率的dV/dQ曲线高度重合；
若检测到在60％SOC之后，所述dV/dQ曲线上的dV/dQ值增长平缓，出现平台区，直至截止电压后突降为0，则判断锂离子电池内部有析锂发生。
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