CN112051510A - 锂离子二次电池的微短路判定方法 - Google Patents

锂离子二次电池的微短路判定方法 Download PDF

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Abstract

本发明所要解决的问题在于，提供一种锂离子二次电池的微短路判定方法，可以在短时间内实施锂离子二次电池有无微短路的判定。为了解决上述问题，解析阻断放电电流或充电电流之后的弛豫过程，将因微短路而导致的电压变动成分加以分离并用于判定。具体来说，提供一种锂离子二次电池的微短路判定方法，包括以下步骤：弛豫分解步骤，将阻断充电中的充电电流或放电中的放电电流之后的弛豫过程中的电池电压的变化，分解成多个分解弛豫成分；及，微短路判定步骤，通过判定前述多个分解弛豫成分之中，有无因微短路而导致产生电压下降的成分，来判定有无微短路。

Description

锂离子二次电池的微短路判定方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子二次电池的微短路判定方法。进一步详细来说，涉及一种锂离子二次电池的微短路判定方法，可以在短时间内判定锂离子二次电池有无微短路。
背景技术
以往，作为具有高能量密度的二次电池，锂离子二次电池被广泛普及。此处，锂离子二次电池会在出货前实施检查，成为次品的具有微短路的电池无法作为产品出货。
但是，出货前的微短路检查，是通过长时间观察电池的电压下降来实施。并且，它的观察时间需要例如1周至1个月。
因此，已提出一种短路检查方法，在短时间内实施短路检查，同时提高检查的可靠性(参照专利文献1)。
[先行技术文献]
(专利文献)
专利文献1：日本特开2019-075302号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是，专利文献1所述的检查方法是基于以下方式进行判定：电解液注入结束并经过24小时以上之后，比较未充电二次电池中的电池电压的下降量。并且，为了实施更高精度的判定，需要实施更长时间的观察。
本发明是鉴于上述背景技术而完成的，它的目的在于提供一种锂离子二次电池的微短路判定方法，能够在短时间内来实施锂离子二次电池有无微短路的判定。
[解决问题的技术手段]
本发明人发现，如果解析阻断放电电流或充电电流之后的弛豫过程，将因微短路而导致的电压变动成分加以分离并用于判定，就能够在短时间内实施有无微短路的判定，从而完成本发明。
也就是，本发明是一种锂离子二次电池的微短路判定方法，用于判别锂离子二次电池有无微短路，所述微短路判定方法包括以下步骤：弛豫分解步骤，将阻断充电中的充电电流或放电中的放电电流之后的弛豫过程中的电池电压的变化，分解成多个分解弛豫成分；及，微短路判定步骤，通过判定前述多个分解弛豫成分之中，有无因微短路而导致产生电压下降的成分，来判定有无微短路。
前述多个分解弛豫成分可以包括第一分解弛豫成分、第二分解弛豫成分、及第三分解弛豫成分，前述第一分解弛豫成分可以是因微短路而导致产生电压下降的成分，前述第二分解弛豫成分与前述第三分解弛豫成分可以是正常的电压下降的成分。
(发明的效果)
根据本发明的锂离子二次电池的微短路判定方法，无需长时间观察有无短路，能够在短时间内进行判断。
附图说明
图1是示出阻断放电电流之后的弛豫行为的图表。
图2A是示出图1的弛豫行为中的第一分解弛豫成分的行为的图表。
图2B是示出图1的弛豫行为中的第二分解弛豫成分的行为的图表。
图2C是示出图1的弛豫行为中的第三分解弛豫成分的行为的图表。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式。
＜锂离子二次电池的微短路判定方法＞
本发明的锂离子二次电池的微短路判定方法，包括以下步骤：弛豫分解步骤、及微短路判定步骤。本发明的锂离子二次电池的微短路判定方法，可以包含这些步骤作为必要步骤，也可以任意包含其他步骤。
[弛豫分解步骤]
在弛豫分解步骤中，将阻断充电中的充电电流或放电中的放电电流之后的弛豫过程中的电池电压的变化，分解成多个分解弛豫成分。
作为将阻断充电中的充电电流或放电中的放电电流之后的弛豫过程中的电池电压的变化分解成多个分解弛豫成分的方法，可以列举解析阻断电流之后的弛豫过程的方法。作为解析的方法，可以列举例如使用时间常数的方法，可以列举例如使用扩散方程式来解析的方法。
在正常的锂离子二次电池的情况下，如果阻断充电中的充电电流，电池电压会瞬间下降，之后产生平稳的弛豫。另一方面，当阻断放电中的放电电流时，电池电压会瞬间上升，之后产生平稳的弛豫。
在本发明的锂离子二次电池的微短路判定方法中，将上述的电池电压的变化，分解成多个分解弛豫成分，并通过判定有无因微短路而导致产生电压下降的分解弛豫成分，来判定有无微短路。
以下，使用图式，说明本发明的一实施态样。图1是示出阻断放电中的放电电流之后的电池电压的弛豫行为的图表。纵轴ΔE/V表示电压的变化，横轴t0.5/s0.5表示经过时间的平方根。
在图1所示的图表中，如果阻断放电电流，电池的电池电压会瞬间上升约0.006V。之后，显示出产生平稳的弛豫。
在本发明的一实施态样的弛豫分解步骤中，将图1所示的弛豫行为，分解成基于3个时间常数的弛豫成分。图2A是示出将图1的弛豫行为依照第1个时间常数分解的第一分解弛豫成分的行为的图表。图2B是示出依照第2个时间常数分解的第二分解弛豫成分的行为的图表。图2C是示出依照第3个时间常数分解的第三分解弛豫成分的行为的图表。图2A～图2C中，以×标记记载的曲线，与实际的实际测量值也就是图1所示的曲线相同，实线是利用时间常数分解的各自的分解弛豫成分。
也就是，在本发明的一实施态样的弛豫分解步骤中，分解弛豫成分被分解成图2A所示的第一分解弛豫成分、图2B所示的第二分解弛豫成分、及图2C所示的第三分解弛豫成分，将它们组合后，形成图1所示的弛豫曲线。
并且，在本发明的一实施态样的弛豫分解步骤中，图2A所示的第一分解弛豫成分，是因微短路而导致产生电压下降的成分。图2B所示的第二分解弛豫成分与图2C所示的第三分解弛豫成分是正常的弛豫成分。
如图2A～图2C所示，本发明的一实施态样的弛豫分解步骤是分解成基于3个时间常数的弛豫成分的例子。但是，在本发明的弛豫分解步骤中，实际测量的分解弛豫行为的成分的数量并无限定，可以任意设定。此外，并非限定于基于时间常数的分解，例如，也可以利用弛豫时间来进行分解。
[微短路判定步骤]
在微短路判定步骤中，通过判定在弛豫分解步骤中分解的多个分解弛豫成分之中，有无因微短路而导致产生电压下降的成分，来判定有无微短路。
在本发明的锂离子二次电池的微短路判定方法中，可以通过判定在弛豫分解步骤中所获得的各自的分解弛豫成分之中，是否存在因微短路而导致产生电压下降的分解弛豫成分，来判断锂离子二次电池中是否存在微短路。
在本发明的一实施态样中，图2A所示的第一分解弛豫成分(图中，以实线表示)，与图2B所示的第二弛豫成分和图2C所示的第三弛豫成分不同，可以判断出在观察时间内没有收敛，也就是时间常数较长。也就是得到一个判定结果，在一实施态样的锂离子二次电池中，存在微短路。
对于判定微短路的存在有无的方法并未特别限定，可以列举例如，基于比较阈值的判定、或基于与其他锂离子二次电池的比较的判定。
当基于与阈值的比较来判定时，将预设的时间常数与电压下降量的阈值、与因微短路而导致产生电压下降的成分的时间常数和电压下降量进行比较。并且，当带有超过了阈值的时间常数的弛豫成分的电压的下降量超过阈值时，判定为测定对象的锂离子二次电池中存在微短路。
用于判断的阈值，是对应于应检测的短路的大小进行设定。此外，对于存在想要检测的大小的短路的锂离子二次电池，可以事先进行测定电池电压下降量的试验，并基于它的实际测量值来设定阈值。
当基于与其他锂离子二次电池的比较来判定时，对于在同一生产单位(批次)中获得的多个锂离子二次电池，测量各自的电池电压的下降量，并比较其结果。在同一生产单位中，当电池电压的下降量明显较大时，可以判定此锂离子二次电池中存在短路。例如，求出锂离子二次电池的电池电压的下降量的偏差值，并判定偏差值为特定值以上的锂离子二次电池存在微短路。
[其他步骤]
本发明的锂离子二次电池的微短路判定方法，除了上述的必要步骤，也就是弛豫分解步骤、及微短路判定步骤以外，也可以包含任意步骤。

Claims (2)

1.一种锂离子二次电池的微短路判定方法，用于判别锂离子二次电池有无微短路，所述微短路判定方法包括以下步骤：
弛豫分解步骤，将阻断充电中的充电电流或放电中的放电电流之后的弛豫过程中的电池电压的变化，分解成多个分解弛豫成分；及，
微短路判定步骤，通过判定前述多个分解弛豫成分之中，有无因微短路而导致产生电压下降的成分，来判定有无微短路。
2.根据权利要求1所述的微短路判定方法，其中，前述多个分解弛豫成分包括第一分解弛豫成分、第二分解弛豫成分、及第三分解弛豫成分，
前述第一分解弛豫成分是因微短路而导致产生电压下降的成分，
前述第二分解弛豫成分与前述第三分解弛豫成分是正常的电压下降的成分。
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