CN112034359A - 基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法及装置，涉及锂电池安全检测技术领域，提供了一种能够即时检测到锂电池内部运气情况的锂电池早期安全预警方法及装置，所述锂电池早期安全预警方法，包括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，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，根据氢气浓度的变化判断电池的运行状态，所述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，进行早期安全预警，本发明可以在锂枝晶生长早期就准确、及时地感知安全问题并且进行预警。

Description

基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法及装置

技术领域

本发明涉及锂电池安全检测技术领域，且特别涉及基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法及装置。

背景技术

锂离子电池凭借其高能量密度和不断降低的成本，已成为便携式设备、电动汽车和固定式储能中最具竞争力的电化学储能技术之一。然而，由于锂离子电池内部有机电解质的易燃性以及在充放电期间较差的热稳定性，导致锂离子电池在过度充电或快速充电情况下石墨负极上的锂枝晶生长经常发生，并可能进一步导致锂离子电池的安全事故，也被称为电池热失控。因此，有必要开发一种简单有效的方法来尽早检测锂枝晶，进行锂电池早期安全预警，防止火灾或爆炸等安全事故的发生，以保护人员安全和设备的正常运行。

现有的锂离子电池的安全预警系统主要依靠特征气体检测，烟雾检测和电池管理系统(BMS)。对于气体检测，一氧化碳和碳氢化合物已被视为安全预警(热滥用或过充状态)的有效指标。然而，上述气体来自电解质或固体电解质界面(SEI)分解(>90℃)的还原或氧化，在电池内部温度较低(<50℃)且尚未发生热失控的锂枝晶生长期间不能用作预警指标。烟雾检测能在火灾发生后发出警报信号，无法实现早期安全预警。当前的电池管理系统可以检测电池单元的外部表面温度，电压和充电状态(SOC)，从而保护电池免受过充电的影响，并在电池外部温度超过正常范围时发送警报信号。但是，到目前为止，SOC和外部温度测量无法检测到锂枝晶的生长并无法防止电池安全故障，从而导致最近发生的许多灾难性事件(特斯拉电动汽车电池着火、三星手机着火和爆炸、韩国储能电站安全事故)。

因此，根据上述技术问题设计了一种可以在锂枝晶生长早期就准确、及时地感知安全问题，以此作为预警信息，可以留出足够的时间进行预防措施，例如人员疏散和切断充电器的方法和装置。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供一种可以在锂枝晶生长早期就准确、及时地感知安全问题并且进行预警的基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法及装置。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

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(PVDF)、聚四氟乙烯(PTEE)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)中至少一种，所述锂电池中设置有氢气探测器或者氢气传感器，所述氢气探测器或者氢气传感器获取目标区域内的目标氢气信号，所述目标区域是指电池内部及电池外部可以探测到氢气浓度变化的区域内的目标氢气信号的变化量，根据变化量判断电池的运行状态，进行早期安全预警，在锂电池正常的状态下无法检测到氢气信号，当存在氢气信号时，即意味着电池的运行状态不正常。

进一步地，所述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，不同电池容量的电池，氢气产生量也不相同，氢气传感器距离电池位置的不同，氢气产生量也不相同所述氢气浓度的变化量包括通过存储的目标氢气信号的拟合曲线而得到的变化量，由于气体扩散性强，所监测到的氢气信号可能总体趋势是上升的，但是局部是剧烈波动，拟合曲线能够起到去除这种波动的影响，可以采用平滑处理手段，如均值滤波、中值滤波、高斯滤波、双边滤波等。

进一步地，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，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。

基于氢气探测的锂电池早期安全预警装置包括：

氢气探测模块：用于获取所述目标氢气信号，所述目标氢气信号是指所述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。

所述氢气探测模块的数量至少为一个，一个电池模组一般为1-2个氢气探测模块，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。

所述氢气探测模块的数量至少为一个，一个电池模组一般为1-2个氢气探测模块，所述多个氢气探测模块与一个所述信号处理模块相连，再与一个安全预警模块相连。

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，可以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，可以认为所述电池的负极上锂枝晶生长过多，可以认为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，可以认为所述电池的负极上没有锂枝晶或者锂枝晶极少，可以认为所述目标电池的运行状态正常，不存在热失控的风险。

进一步地，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、平板等设备管理端的显示界面上，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手机上。

进一步地，故障电池位置判断模块，用于当所述氢气信号获取并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。

本发明的有益效果如下：

1.由于目标电池的负极中添加有电极聚合物粘结剂，在对目标电池进行过充或者快速充电时，其负极表面的锂枝晶生长将伴随着氢气的产生，通过氢气探测获得目标电池的目标氢气信号，可以反映目标电池内部锂枝晶的生长情况，因此，基于氢气信号的变化量进行目标电池的早期安全预警时，能够尽早发现电池内部存在的危机，通过采取手段可以将电池热失控扼杀在萌芽阶段，避免由于锂离子电池热失控导致的起火爆炸等事故造成人身伤害以及锂离子电池设备的毁坏。

附图说明

图1是本公开实施例示出的一种基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法的流程图；

图2是本公开实施例示出的一种氢气信号的示意图；

图3是本公开实施例示出的另一种氢气信号及其拟合曲线的示意图；

图4是本公开实施例示出的一种基于氢气探测的锂电池早期安全预警装置的结构示意图；

图5是本公开实施例示出的另一种基于氢气探测的锂电池早期安全预警装置的结构示意图。

附图标记：401-氢气探测模块、402-信号处理模块、403-早期安全预警模块、500-目标电池、510-氢气探测、511-氢气探测器1、512-氢气探测器2、513-氢气探测器n、520-信号处理、521-处理器、522-数据存储、530-安全预警、531-显示模块、532-预警子模块、533-自动处理模块。

具体实施方案

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合以下实施例对本发明作进一步详细描述。

这里将结合附图详细地对示例性实施例进行说明。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

为了便于理解，在对本公开实施例进行详细地解释说明之前，先对本公开实施例的应用场景进行介绍。

目前，锂离子电池由于其高能量密度、不断降低的价格、良好的性能，被应用在日常生活的方方面面，一旦锂电池过度充电或快速充电，负极表面锂枝晶会生长，刺破隔膜导致内部短路，很容易进一步发展成热失控，并进一步导致起火乃至爆炸。因此，可以采用氢气探测在电池发生热失控之前进行早期安全预警，防止用户或者设备管理员受伤，也避免电池设备的损毁。

例如，手机平板等移动终端，由于夜晚充电时用户睡着，容易导致电池过充，非常容易导致电池发热，甚至导致严重的人身伤害和财产损失，因此，可以在移动终端内内置微型氢气传感器，以进行锂枝晶检测，在电池出现问题之前进行安全预警，防止用户因为电池发热而受伤，也避免用户的财产损失。

例如，电动汽车、电动公交车等新能源车辆，在充电站内充电时，由于快充的采用，容易导致一些电池出现起火爆炸事故，造成自身车辆以及附近车辆的损毁，给用户带来很大的财产损失。因此，可以将氢气探测器安装在电动车辆的电池簇内部，在检测到氢气信号异常时，进行早期安全预警，并及时中断充电过程，可以避免车辆电池簇热失控的进一步发生，挽救用户的财产损失。

例如，储能电站等固定式储能，在储能舱内，放置在电池架上的电池模组堆放密集，由于电池模组内部单体电池的差异性，在充电时容易对某个单体电池造成过充，进而热传播到整个电池模组，再影响整个储能舱的安全运行，当热失控进行到一定程度时，储能舱内的可燃气体会发生燃爆，巨大冲击力和之后的剧烈燃烧极大的破坏了储能电池。因此，可以再储能舱内装设多个氢气探测器，检测不同位置的电池模组内部锂枝晶的生长情况，在监测到氢气信号异常时进行早期安全预警，并及时切断故障电池模组的电源，可以避免储能舱内严重安全事故的发生。

当然，本公开实施例不仅可以应用于上述三种应用场景中，实际应用中，可能还可以应用于其他的应用场景中，在此本公开实施例对其他应用场景不再一一列举。

实施例1

图1是本公开实施例示出的一种基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法的流程图，该锂电池负极中添加有电极聚合物粘结剂，包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTEE)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)等中至少一种，该氢气探测采用氢气探测器或氢气传感器，该氢气探测器或者氢气传感器与信号处理模块连接，该方法包括以下步骤。

在步骤101中，获取目标区域内的目标氢气信号，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，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，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；

在步骤102中，基于目标区域内的目标氢气信号，判断目标电池的运行状态是否正常，是否存在热失控的风险；

在步骤103中，基于目标电池的运行状态，进行早期安全预警。

该基于该目标区域内的目标氢气信号，包括：

基于该目标区域内的目标氢气信号，从氢气浓度的变化量确定该电池负极中锂的过度嵌入导致锂枝晶生长的变化情况，考虑到气体信号的波动性，该氢气浓度的变化量包括通过存储的该目标氢气信号的拟合曲线而得到的变化量。

例如，如图2所述，以0为坐标原点，以横轴为时间(T)，以纵轴为氢气信号强度(U)，氢气信号强度代表着目标区域的氢气浓度。一般在小容量电池中，在过充或者快充的情况下，能够监测到图2所示波形，存在一个脉冲，该脉冲表示目标电池负极存在一定量的锂枝晶，脉冲顶点(T1,U1)可以用以推测锂枝晶大小，在出现所示脉冲时，T1时间可以用作预警时间点。

例如，如图3所示，以0为坐标原点，以横轴为时间(T)，以纵轴为氢气信号强度(U)，氢气信号强度代表着目标区域的氢气浓度。一般在中、大容量电池中，在过充或者快充的情况下，能够监测到图3所示实线波形，氢气信号强度振荡变化，可以根据氢气信号强度的变化量确定该电池负极中锂的过度嵌入导致锂枝晶生长的变化情况。可以根据图中实线波形经过数值拟合得到图中虚线波形，虚线波形一定程度上去除了气体信号的波动影响，假设虚线上多组数据分别为(T2,U2)、(T3,U3)…(Tn，Un)，其中n≥2，可以根据这些数据点的变化情况确定电池负极中锂的过度嵌入导致锂枝晶生长的变化情况。

基于该目标区域内的该目标氢气信号，判断该目标电池的运行状态是否正常，是否存在热失控的风险，包括：

当该目标氢气信号中氢气浓度的变化量达到预设变化量，即≧0.01ppm时，可以认为该电池的负极上锂枝晶生长过多，可以认为该目标电池的运行状态不正常，存在热失控的风险；

当该目标氢气信号中氢气浓度的变化量未达到预设变化量时，即≦0.01ppm时，可以认为该电池的负极上没有锂枝晶或者锂枝晶极少，可以认为该目标电池的运行状态正常，不存在热失控的风险；

基于该目标电池的运行状态，进行早期安全预警，包括：

当该目标电池的运行状态不正常或者存在热失控的风险时，进行早期安全预警。

该基于该目标电池的运行状态，进行早期安全预警，包括：

当该氢气信号获取之后，并判断出该目标电池的运行状态不正常或者存在热失控的风险之后，如果每个单体电池内均装设氢气探测器或传感器，可以根据该氢气信号判断存在安全隐患的单体电池的位置；如果每个电池模组内均装设氢气探测器或传感器，可以根据该氢气信号判断存在安全隐患的电池模组的位置；如果在储能电站的电池模组外装设多个氢气探测器或传感器，可以根据不同氢气探测器或传感器的氢气信号中氢气浓度的变化时间来判断存在安全隐患的电池模组的大致位置。

该基于该目标电池的运行状态，进行早期安全预警，该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，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、平板等设备管理端的显示界面上，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，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手机上。

综上所述，本公开实施例中，通过在获取目标电池的目标氢气参数发生变化时产生的氢气信号，即目标氢气信号，可以基于目标氢气信号的变化量确定目标电池内部锂枝晶的生长情况，目标氢气信号可以在目标电池负极上有微量锂枝晶出现时就发生明显变化。基于目标区域内的目标氢气信号，可以判断目标电池的运行状态是否正常，是否存在热失控的风险，随后再根据判断结果进行早期安全预警。因此，基于氢气信号的变化量进行目标电池的早期安全预警时，能够尽早发现电池内部存在的危机，通过采取手段可以将电池热失控扼杀在萌芽阶段，避免由于锂离子电池热失控导致的起火爆炸等事故造成人身伤害以及锂离子电池设备的毁坏。

图4是本公开实施例示出的一种基于氢气探测的锂电池早期安全预警装置的结构示意图，该锂电池负极中添加有电极聚合物粘结剂，包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTEE)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)等中至少一种，该氢气探测采用氢气探测器或氢气传感器，该氢气探测器或者氢气传感器与信号处理模块连接，该装置包括：

氢气探测模块401，用于获取该目标氢气信号，该目标氢气信号是指该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，该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402，用于基于该目标氢气信号，判断该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403，用于基于该目标电池的运行状态，进行早期安全预警。

可选地，该氢气探测模块，用于获取该目标氢气信号，包括：

该目标氢气信号是指在目标区域内的氢气信号，该目标区域包括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；

为了获取该目标氢气信号，可以根据目标电池占据空间的大小确定该氢气探测模块的数量，每个该氢气探测模块可以单独配一个该信号处理模块，多个信号处理模块再与一个安全预警模块相连；

或者多个该氢气探测模块与一个该信号处理模块相连，再与一个安全预警模块相连。

该信号处理模块包括：

存储子模块，用于将该目标氢气信号存储起来；

处理子模块，用于将该目标氢气信号进一步处理，为了消除氢气信号的波动性，可以将存储的该目标氢气信号进行曲线拟合；

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

可选地，该早期安全预警模块包括：

预警子模块，用于当该电池的运行状态不正常时，进行早期安全预警。该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，该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、平板等设备管理端的显示界面上，该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，该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手机上。

可选地，该装置还包括：

故障电池位置判断模块，用于当该氢气信号获取并判断出该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，如果每个单体电池内均装设氢气探测器或传感器，可以根据该氢气信号判断存在安全隐患的单体电池的位置；如果每个电池模组内均装设氢气探测器或传感器，可以根据该氢气信号判断存在安全隐患的电池模组的位置；如果在储能电站的电池模组外装设多个氢气探测器或传感器，可以根据不同氢气探测器或传感器的氢气信号中氢气浓度的变化时间来判断存在安全隐患的电池模组的大致位置。

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。

综上所述，本公开实施例中，氢气探测模块可以获取目标电池的目标氢气参数发生变化时产生的氢气信号，即目标氢气信号，信号处理模块基于目标区域内的目标氢气信号，可以判断目标电池的运行状态是否正常，是否存在热失控的风险，早期安全预警模块根据判断结果进行早期安全预警。因此，该装置基于氢气信号的变化量进行目标电池的早期安全预警，能够尽早发现电池内部存在的危机，通过采取手段可以将电池热失控扼杀在萌芽阶段，避免由于锂离子电池热失控导致的起火爆炸等事故造成人身伤害以及锂离子电池设备的毁坏。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法

的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图5是本公开实施例示出的另一种基于氢气探测的锂电池早期安全预警装置的结构示意图，该装置的目标电池500可以是手机上的单体电池，电动汽车上的电池簇，储能电站中的电池模组等。

参照图5，该装置针对目标电池500的早期安全预警，主要由以下三个部分组成，氢气探测510、信号处理520、安全预警530，三部分顺序连接。

氢气探测510又包括一个或多个氢气探测器，氢气探测器用于目标电池内部或者外部可以探测到氢气浓度变化的范围内的氢气浓度监测，例如图中氢气探测器1511针对电池1、氢气探测器2(512)针对电池2、氢气探测器n(513)针对电池n；

信号处理520主要是处理器521以及用于数据存储522组成，其中处理器用于控制该装置的整体操作，例如，用于处理氢气信号以及进行电池状态的判断，数据存储用于存储氢气信号的时间、幅度等信息；

安全预警530包括显示模块531、预警子模块532及自动处理模块533，显示模块用于显示当前目标电池的氢气浓度，预警子模块用于向用户或设备管理员发送预警信息，而自动处理模块用于自动采取措施保护目标电池，如停止对目标电池的充电。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

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(PVDF)、聚四氟乙烯(PTEE)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)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，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。

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。

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。

4.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。

5.根据权利要求4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。

6.一种如权利要求1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，所述装置包括：

氢气探测模块：用于获取所述目标氢气信号，所述目标氢气信号是指所述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。

7.根据权利要求6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。

8.根据权利要求6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，所述多个氢气探测模块与一个所述信号处理模块相连，再与一个安全预警模块相连。

9.根据权利要求6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，可以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，可以认为所述电池的负极上锂枝晶生长过多，可以认为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，可以认为所述电池的负极上没有锂枝晶或者锂枝晶极少，可以认为所述目标电池的运行状态正常，不存在热失控的风险。

10.根据权利要求7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、平板等设备管理端的显示界面上，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上。

11.根据权利要求7-10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，用于当所述氢气信号获取并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。

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