CN116577680A - 一种锂电池析锂检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池析锂检测方法及其装置，属于锂电池检测技术领域，方法包括以下步骤：对待测锂电池进行预处理，选取多个预设放电倍率对待测锂电池进行放电，获取待测锂电池的内阻值和放电容量；计算内阻值‑放电容量曲线的平均斜率；判断平均斜率是否大于与待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率，记录第一判定结果；建立关于固态电解质膜的电池容量衰减速率与温度的判断关系式；建立电池容量衰减速率的对数与绝对温度的倒数之间的判断曲线；多次计算判断曲线的离散偏离度获得多个离散偏离度，在多个离散偏离度的乘积满足预设条件的情况下，记录第二判定结果；确定待测锂电池存在析锂现象，计算待测锂电池的析锂质量。

Description

一种锂电池析锂检测方法及其装置

技术领域

本发明属于析锂检测技术领域，具体涉及一种锂电池析锂检测方法及其装置。

背景技术

在锂电池的使用过程中，由于多种因素的影响，如电极材料的变化、电解液的分解以及固态电解质膜的生长等，锂电池容量会逐渐减小，这被称为容量衰减。而在容量衰减的过程中，如果出现锂离子析出的现象，即析锂现象，析锂现象主要与电池老化现象相关，而电池影响因素最大的便是固态电解质膜的生长以及析锂现象，析锂现象的出现会进一步加速容量衰减，并对锂电池的性能和寿命产生负面影响。

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，然后拆解电池主观判断是否存在析锂现象，对锂电池造成不可逆的损坏，检测成本高，而且现有技术对于析锂现象的严重程度只能通过肉眼观察定性描述，难以进行定量分析，检测结果可靠性低。

发明内容

为了解决现有技术存在的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，然后拆解电池主观判断是否存在析锂现象，对锂电池造成不可逆的损坏，检测成本高，而且现有技术对于析锂现象的严重程度只能通过肉眼观察定性描述，难以进行定量分析，检测结果可靠性低的技术问题，本发明提供一种锂电池析锂检测方法及其装置。

第一方面，本发明提供一种锂电池析锂检测方法，应用于锂电池析锂检测装置，包括：

S101：对待测锂电池进行预处理，选取多个预设放电倍率对待测锂电池进行放电，获取待测锂电池的内阻值和放电容量，其中，预处理包括充电；

S102：基于获取的内阻值和放电容量，利用多项式拟合方法建立内阻值-放电容量曲线，并计算内阻值-放电容量曲线的平均斜率，其中，内阻-放电容量曲线的横坐标表示放电容量，纵坐标表示内阻值；

S103：判断平均斜率是否大于与待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率，在平均斜率大于与待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率的情况下，记录第一判定结果为待测锂电池存在析锂现象，否则，记录第一判定结果为待测锂电池不存在析锂现象；

S104：基于阿伦尼乌斯准则法，建立关于固态电解质膜的电池容量衰减速率与温度的判断关系式，其中，固态电解质膜为在待测锂电池的负极表面形成的固态膜；

S105：建立电池容量衰减速率的对数与绝对温度的倒数之间的判断曲线；

S106：根据判断关系式和判断曲线，多次计算判断曲线的离散偏离度获得多个离散偏离度，在多个离散偏离度的乘积满足预设条件的情况下，记录第二判定结果为待测锂电池存在析锂现象，否则，记录第二判定结果为待测锂电池不存在析锂现象；

S107：在第一判定结果与第二判定结果均为待测锂电池存在析锂现象的情况下，确定待测锂电池存在析锂现象；

S108：获取待测锂电池的容量衰减值，计算待测锂电池的析锂质量。

第二方面，本发明提供一种锂电池析锂检测装置，包括：

获取模块，用于对待测锂电池进行预处理，选取多个预设放电倍率对待测锂电池进行放电，获取待测锂电池的内阻值和放电容量，其中，预处理包括充电；

计算模块，用于基于获取的内阻值和放电容量，利用多项式拟合方法建立内阻值-放电容量曲线，并计算内阻值-放电容量曲线的平均斜率，其中，内阻-放电容量曲线的横坐标表示放电容量，纵坐标表示内阻值；

第一记录模块，用于判断平均斜率是否大于与待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率，在平均斜率大于与待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率的情况下，记录第一判定结果为待测锂电池存在析锂现象，否则，记录第一判定结果为待测锂电池不存在析锂现象；

建立模块，用于基于阿伦尼乌斯准则法，建立关于固态电解质膜的电池容量衰减速率与温度的判断关系式，其中，固态电解质膜为在待测锂电池的负极表面形成的固态膜；

第二建立模块，用于建立电池容量衰减速率的对数与绝对温度的倒数之间的判断曲线；

第二记录模块，用于根据判断关系式和判断曲线，多次计算判断曲线的离散偏离度获得多个离散偏离度，在多个离散偏离度的乘积满足预设条件的情况下，记录第二判定结果为待测锂电池存在析锂现象，否则，记录第二判定结果为待测锂电池不存在析锂现象；

确定模块，用于在第一判定结果与第二判定结果均为待测锂电池存在析锂现象的情况下，确定待测锂电池存在析锂现象；

第二计算模块，用于获取待测锂电池的容量衰减值，计算待测锂电池的析锂质量。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

通过循环充放电，获取待测锂电池的内阻值与放电量，建立内阻值与放电容量的内阻值-放电容量曲线，通过与同类型标准锂电池的内阻值-放电容量曲线进行比较，直观的检测待测锂电池是否可能存在析锂现象。

基于阿伦尼乌斯准则法，建立所述电池容量衰减速率的对数与所述绝对温度的倒数之间的判断曲线，根据固态电解质膜的电池容量衰减速率与温度的判断关系式中的数学关系，能够根据多次计算离散偏离度乘积提高判断曲线和关系式是否偏离判断结果评估的正确性和可靠性，多次直观和可靠计算确定的判断判断曲线中是否存在过多偏离的离散点，破坏数学关系，进而进一步确定析锂现象是否存在。

只有在两次判定结果都为存在析锂现象时，才确定待测锂电池存在析锂现象，增加检测准确性，然后根据待测锂电池的容量衰减值定量的计算待测锂电池的析锂质量，以准确描述待测锂电池的析锂严重程度，避免拆解检测造成的不可逆损坏，降低检测成本以及检测适用范围。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明提供的一种锂电池析锂检测方法的流程示意图；

图2是本发明提供的一种锂电池析锂检测装置的结构示意图。

实施方式

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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形，“多个”可以表示一个或两个以上，根据实际情况进行合理的理解即可。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一方面，参考说明书附图1，本发明提供的一种锂电池析锂检测方法的流程示意图。

本发明提供的一种锂电池析锂检测方法，应用于锂电池析锂检测装置，包括：

S101：对待测锂电池进行预处理，选取多个预设放电倍率对待测锂电池进行放电，获取待测锂电池的内阻值和放电容量。

其中，预处理包括充电。

其中，内阻是电池性能的重要指标之一，它反映了电池内部的电阻情况。通过预放电，可以在不同放电倍率下测量电池的内阻值，从而了解电池的内部阻抗特性。这有助于进一步分析电池的性能和判断是否存在析锂现象。预放电过程中，记录电池的放电量，即在不同放电倍率下电池消耗的能量。这是后续建立内阻值-放电容量曲线和计算平均斜率的基础数据。

其中，放电倍率是指电池在放电过程中释放电能的速率与其额定容量之比。它表示电池在单位时间内放电的速度。放电倍率可以理解为电池放电的快慢程度。一个放电倍率为1C的电池表示在1小时内放出其额定容量的电能。电池的放电倍率应在其设计规范范围内使用，过高的放电倍率可能会导致电池性能下降、容量减少甚至损坏。因此，在使用电池时应根据实际需求选择合适的放电倍率。

需要说明的是，待测锂电池存在不同的状态，有些待测锂电池电量耗尽或者很少，在电量少于一定程度时，不利于析锂现象的检测，会导致检测结果不准确，对待测锂电池进行预处理可以保证每个待测锂电池在检测时都处于最佳状态，从而排除无关因素对析锂检测结果的影响，提升检测结果的准确性。

在一种可能的实施方式中，S101具体包括：

S1011：在预设温度下以待测锂电池的最大允许充电电压对待测锂电池进行充电，直至达到待测锂电池的SOC最大值，获取待测锂电池的SOC最大值。

需要说明的是，本领域技术人员可以根据待测锂电池的具体型号选择预设温度的大小，本发明在此不做限定。

S1012：静置预设时长，以预设放电倍率将充电后的待测锂电池放电至预设截止电压，获取此时得到的放电容量；其中，预设放电倍率包括0.01C、0.02C至0.08C。

需要说明的是，本领域技术人员可以根据待测锂电池的具体型号选择预设时长的大小，本发明在此不做限定。

S1013：以预设放电倍率将充电后的待测锂电池放电至SOC最大值的二分之一，使用电流阶跃法测量待测锂电池的内阻值：

其中，R表示内阻值，U表示当前电压值，U ₀表示施加阶跃电流一分钟后的电压值，I表示阶跃电流。

需要说明的是，本领域技术人员可以根据待测锂电池的具体型号选择预设放电倍率的大小，本发明在此不做限定。

S102：基于获取的内阻值和放电容量，利用多项式拟合方法建立内阻值-放电容量曲线，并计算内阻值-放电容量曲线的平均斜率。

其中，内阻-放电容量曲线的横坐标表示放电容量，纵坐标表示内阻值。

其中，多项式拟合方法是一种数学技术，用于通过一组数据点拟合出一个多项式函数，以描述数据之间的关系，在电池领域中，多项式拟合方法通常用于建立电池参数之间的数学模型，如内阻与放电容量之间的关系。

需要说明的是，计算内阻值-放电容量曲线的平均斜率，可以提供有关电池性能的重要信息，平均斜率反映了电池在放电过程中内阻变化的速率。较大的平均斜率可能表明电池内部存在一些问题，如电池老化、内部电阻增加等，而较小的平均斜率可能表示电池性能良好。

S103：判断平均斜率是否大于与待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率，在平均斜率大于与待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率的情况下，记录第一判定结果为待测锂电池存在析锂现象，否则，记录第一判定结果为待测锂电池不存在析锂现象。

需要说明的是，将待测锂电池的内阻值-放电容量曲线的平均斜率与标准锂电池的平均斜率进行比较。如果待测锂电池的平均斜率大于标准锂电池的平均斜率，则判定待测锂电池存在析锂现象；反之，如果待测锂电池的平均斜率小于等于标准锂电池的平均斜率，则判定待测锂电池不存在析锂现象，通过记录的第一判定结果可以初步判断待测锂电池是否存在析锂现象。

S104：基于阿伦尼乌斯准则法，建立关于固态电解质膜的电池容量衰减速率与温度的判断关系式；其中，固态电解质膜为在待测锂电池的负极表面形成的固态膜。

其中，阿伦尼乌斯准则法是一种常用的方法，用于描述物质在不同温度下的反应速率或变化速率。它基于阿伦尼乌斯方程，该方程描述了温度对反应速率的影响。阿伦尼乌斯准则法认为，在给定的反应体系中，反应速率常数k与温度T之间存在指数关系。换句话说，温度的升高会促进化学反应的进行，该准则法常用于描述化学反应速率随温度变化的规律，以及在工程和科学领域中评估和预测反应速率的变化。在电池容量衰减速率与温度的判断关系式中，阿伦尼乌斯准则法可以被用来建立描述电池容量衰减速率与温度之间关系的数学模型，以评估锂电池在不同温度下的性能衰减情况。

在一种可能的实施方式中，判断关系式具体为：

lnk=-E _a /（R*T）+blnA

换句话说，即k=bA*exp(-E _a /（R*T))

其中，T表示绝对温度，k表示电池容量衰减速率，R表示摩尔气体常数，E _a 表示与温度无关的实验活化能，A表示指前因子，b为修正因子。

其中，指前因子是化学反应速率常数中的一个参数。它表示在化学反应发生之前的因素，包括分子碰撞频率、反应物浓度、活化能等。指前因子通常由实验测量得到，用于描述反应速率与反应条件的关系。

同时，考虑上述关系式使用的广泛性，为了适用于不同类型的锂电池和使用条件，进而设置了修正因子b，这是本申请的重要发明点，b可以为1.0或1.3等数值，b是变化的，对于不同类型的锂电池，b可以取不同的数值，修正因子b的适用能够提高不同锂电池在不同温度下的性能衰减评估适用范围和条件。

S105：建立电池容量衰减速率的对数与绝对温度的倒数之间的判断曲线。

需要说明的是，建立电池容量衰减速率的对数与绝对温度的倒数之间的判断曲线是为了直观的反映出电池容量衰减速率的对数与绝对温度的倒数之间的数学关系，相应的也能更加清楚的反应偏离数学关系的离散点。

S106：根据判断关系式和判断曲线，多次计算判断曲线的离散偏离度获得多个离散偏离度，在多个离散偏离度的乘积满足预设条件的情况下，记录第二判定结果为待测锂电池存在析锂现象，否则，记录第二判定结果为待测锂电池不存在析锂现象。

具体来说，判断曲线的离散偏离度为正常离散点的个数与异常离散点的个数的比值。需要说明的是，通过阿伦尼乌斯准则法，确定电池容量衰减速率与温度的判断关系式，进而可以在理论上确定两者之间的关系是数学关系，得出的数学关系这一结论，可以用来直观的判断待测锂电池的实验结果中。正常离散点为判断曲线中离散点的值和关系式中计算出的离散点的值的差在第一预设阈值范围内，异常离散点为判断曲线中离散点的值和关系式中计算出的离散点的值的差在第一预设阈值范围外。具体来说，离散点的值为电池容量衰减速率的对数。

在实际实验中，通常会取判断曲线的多个离散点进行离散偏离度的计算，然而只进行一次取判断曲线的多个离散点计算偏离离散度往往是随机的，可能会导致判断曲线的离散偏离度计算错误和不全面，不能正确反映判断曲线和关系式的之间的吻合关系或吻合度。因此，可以多次计算离散偏离度，即多次选取判断曲线的不同的多个离散点进行离散偏离度的计算，获取多个离散偏离度，提高判断曲线和关系式的吻合关系判断的正确性。

在一些实施例中，p次计算判断曲线的离散偏离度，获得判断曲线的多个离散偏离度N1，N2，...，Np，p为正整数，p大于等于3，p为奇数，p=2s+1，s为正整数。具体来说，第1次取判断曲线的M1个离散点计算获得离散偏离度N1，第2次取判断曲线的M2个离散点计算获得离散偏离度N2，...，第p次取判断曲线的Mp个离散点计算获得离散偏离度Np，M1，M2，...，Mp均为正整数，实际过程中，可能会出现异常离散点个数为0，相应判断曲线的离散偏离度为无穷大，为了便于后续处理多个离散偏离度，只要当离散偏离度N1，N2，...，Np中出现Nt为无穷大时，将其离散偏离度Nt调整为1，t∈[3，5，...，p]。

在一些实施例中，Mp大于等于D，D为正整数，以使得所有离散偏离度不为0，一方面，能够减少Nt为无穷大的情况，也能够减少离散偏离度为0的情况，因为离散点的个数越多，离散点为正常离散点或异常离散点的的分布概率会更完整些，大大降低了离散偏离度为零或无穷大的情况。

当N1*N2*...*Np的乘积大于等于预设阈值，较佳地预设阈值大于等于0.9或1，预设阈值可以取1或0.95，则判断曲线和关系式基本不偏离，基本吻合，即判断曲线多个离散点不存在偏离此数学关系，则表明待测锂电池的老化现象基本是由固态电解质膜的生长造成的。

当N1*N2*...*Np的乘积小于所述预设阈值，所述预设阈值不等于零时，预设阈值可以取1或0.95，则判断曲线偏离，不吻合，即判断曲线的多个离散点存在偏离此数学关系，如果偏离此数学关系的离散点过多的话，则表明待测锂电池的老化现象不单单是由固态电解质膜的生长造成的，因为固态电解质膜的生长造成的待测锂电池老化现象是符合数学关系的，进而得出，待测锂电池存在造成电池老化的另一因素：锂电池的析锂现象。

需要说明的是，在实际过程中，保证第1次取判断曲线的M1个离散点，第2次取判断曲线的M2个离散点，...，第p次取判断曲线的Mp个离散点均至少有1个正常离散点是容易的，也是很容易控制做到的。由此，多个离散偏离度N1，N2，...，Np均不等于零是完全容易获得的，也是实际情况较为常见的，其吻合度较高，相应的N1*N2*...*Np的乘积小于预设阈值且不等于零具有实际应用的价值。

在此基础上，所述预设条件为：当N1*N2*...*Np的乘积小于预设阈值且不等于零，换句话说，预设条件为：多个离散偏离度的乘积小于预设阈值且不等于零。

相应的，具体来说，在多个离散偏离度的乘积小于预设阈值且不等于零的情况下，记录第二判定结果为待测锂电池存在析锂现象，否则，记录第二判定结果为待测锂电池不存在析锂现象。

在一些实施例中，在相同的上述内容的基础上，显然也可以讨论多个离散偏离度N1，N2，...，Np存在零的情况，即当N1*N2*...*Np的乘积等于零时，确定出离散偏离度N1，N2，...，Np中离散偏离度等于零的个数m。

当m>=P1，P1为第一预设值，P1根据p的大小设置，根据判断曲线的离散点实际情况进行设置。则离散偏离度为零的个数多，其发生是大概率的，是普遍的，充分表明判断曲线和关系吻合关系或吻合度相差太大，判断曲线发生了严重的偏离，和关系是多数不吻合，即判断曲线的多个离散点存在偏离此数学关系，如果偏离此数学关系的离散点过多的话，则表明待测锂电池的老化现象不单单是由固态电解质膜的生长造成的，因为固态电解质膜的生长造成的待测锂电池老化现象是符合数学关系的，进而得出，待测锂电池存在造成电池老化的另一因素：锂电池的析锂现象。

当m<P2，P2为第二预设值，P2根据p的大小设置，根据判断曲线的离散点实际情况进行设置，则计算剩余p-m个离散偏离度的乘积。

如果剩余p-m个离散偏离度的乘积大于所述预设阈值，则表明离散偏离度为零的个数少，其发生是小概率的，是偶然性，正常离散点还是多余异常离散点，多数还是正常离散点，即判断曲线和关系式实际上基本不偏离，基本吻合，判断曲线和关系式基本不偏离，基本吻合，即判断曲线多个离散点不存在偏离此数学关系，则表明待测锂电池的老化现象基本是由固态电解质膜的生长造成的。

如果剩余p-m个离散偏离度的乘积小于所述预设阈值，则表明离散偏离度为零的个数少，其发生是小概率的，是偶然性，但是仍然发生了异常离散点还是多余正常离散点，多数还是异常离散点，即判断曲线和关系式发生了偏离，而且多个离散点偏离此数学关系，充分表明了待测锂电池的老化现象不单单是由固态电解质膜的生长造成的，因为固态电解质膜的生长造成的待测锂电池老化现象是符合数学关系的，进而得出，待测锂电池存在造成电池老化的另一因素：锂电池的析锂现象。

在此基础上，所述预设条件为：当N1*N2*...*Np的乘积小于预设阈值且不等于零，或当N1*N2*...*Np的乘积等于零，N1，N2，...，Np中离散偏离度等于零的个数m大于等于第一预设值P1，或当N1，N2，...，Np中离散偏离度等于零的个数m小于第二预设值且剩余p-m个离散偏离度的乘积小于预设阈值时，所述判断曲线和关系式发生偏离，基本不吻合。换句话说，预设条件为：多个离散偏离度的乘积小于预设阈值且不等于零，或多个离散偏离度的乘积等于零且离散偏离度等于零的个数大于第一预设值，或多个离散偏离度的乘积等于零离散偏离度等于零的个数小于第二预设值且剩余全部不为零的离散偏离度的乘积小于所述预设阈值。

相应的，具体来说，在多个离散偏离度的乘积小于预设阈值且不等于零，或多个离散偏离度的乘积等于零且离散偏离度等于零的个数大于第一预设值，或多个离散偏离度的乘积等于零离散偏离度等于零的个数小于第二预设值且剩余全部不为零的离散偏离度的乘积小于所述预设阈值的情况下，记录第二判定结果为待测锂电池存在析锂现象，否则，记录第二判定结果为待测锂电池不存在析锂现象。

在一些实施例中，P1+P2=p，或P1=P2，这些是实际过程中可以选择的，P1、P2相关或不相关，P1、P2也可以是各自独立设置的，P1、P2均根据p的大小进行调整，并根据判断曲线的实际情况进行设置。显然，通过上述多个离散偏离度的乘积，离散偏离度为零的个数设置，能够充分判断曲线的多个离散点是否存在偏离此数学关系，如果偏离此数学关系的离散点过多的话，则表明待测锂电池的老化现象不单单是由固态电解质膜的生长造成的，因为固态电解质膜的生长造成的待测锂电池老化现象是符合数学关系的，进而得出，待测锂电池存在造成电池老化的另一因素是锂电池的析锂现象。

S107：在第一判定结果与第二判定结果均为待测锂电池存在析锂现象的情况下，确定待测锂电池存在析锂现象。

需要说明的是，第一判定结果与第二判定结果如果都是存在析锂现象的话，表明待测锂电池较大概率存在析锂现象，避免单次定性确定的结果的不准确性。对于第一判定结果与第二判定结果两者中只有一个结果是存在析锂现象的话，可以通过循环试验，确定是否是实验过程造成的误差，如果多次实验结果相同，则表明待测锂电池一定概率下存在析锂现象，这个概率，低于依两次判定结果都为析锂现象的概率。而如果两次结果都为不存在析锂现象，则可以确定待测锂电池不存在析锂现象或者析锂现象较轻，可以继续使用。

S108：获取待测锂电池的容量衰减值，计算待测锂电池的析锂质量。

其中，容量衰减值是指锂电池在使用过程中容量减少的程度或量化指标。锂电池的容量衰减是指电池在多次充放电循环后，其可储存和释放的电能容量逐渐降低的现象。容量衰减通常是由多种因素导致的，包括但不限于电极材料的结构变化、电解液的降解、固体电解质界面层的形成等。这些因素会导致锂电池的活性物质损失、电极与电解液之间的反应减少、电解质阻抗增加等，进而导致电池的容量衰减。

在实际使用过程中，容量衰减值可以通过对锂电池进行周期性的容量测试来获取。在每个测试周期中，锂电池会进行充电和放电操作，然后根据所储存或释放的电量来计算电池的实际容量。通过多次测试和比较，可以观察到电池容量的逐渐降低，从而得到容量衰减值。容量衰减值的测量和分析对于评估锂电池的寿命、性能衰减趋势以及电池的可靠性至关重要。它可以用于判断电池的健康状况、预测电池的使用寿命，并对电池的设计和制造过程进行改进和优化。

需要说明的是，计算待测锂电池的析锂质量，可以定量的描述待测锂电池的析锂现象严重程度，更好的判断待测锂电池的可使用情况，以便准确的定制处理方案。

在一种可能的实施方式中，S108具体包括：

S1081：对待测锂电池进行循环充放电，记录待测锂电池的初始容量和静置容量，其中，静置容量为充电完成后静置得到的待测锂电池的电池容量；

S1082：根据初始容量和静置容量，计算待测锂电池的容量衰减值：

其中，表示容量衰减值，/>表示初始容量，/>表示静置容量；

S1083：根据容量衰减值计算析锂质量：

其中，m表示析锂质量，N _A 表示阿伏伽德罗常数，e表示电子元电荷，表示锂原子的摩尔质量。

在一种可能的实施方式中，锂电池析锂检测方法还包括：

S109：在待测锂电池存在析锂现象的情况下，发出警报。

需要说明的是，警报可以采取多种形式，如声音、光信号或提示信息，具体的方式取决于具体的应用场景和系统设计。通过及时的警报，用户或操作人员可以采取适当的措施，例如停止使用或更换待测锂电池，以确保安全并维护设备或系统的正常运行。当判定待测锂电池存在析锂现象时，系统会发出警报来提醒用户或操作人员，发出警报的目的是及时发现和处理可能存在的问题，以避免潜在的安全风险或电池性能损害。

与现有技术相比，在本发明中，建立内阻值与放电量的内阻值-放电容量曲线，通过与同类型标准锂电池的内阻值-放电容量曲线进行比较，直观的检测待测锂电池是否可能存在析锂现象；根据建立的电池容量衰减速率的对数与绝对温度的倒数之间的判断曲线和固态电解质膜的电池容量衰减速率与温度的关系式，多次计算离散偏离度乘积提高判断曲线和关系式是否偏离判断结果评估的正确性和可靠性，多次直观和可靠计算确定的判断判断曲线中是否存在过多偏离的离散点，第二次确定析锂现象是否存在。只有在两次判定结果都为存在析锂现象时，才确定待测锂电池存在析锂现象，增加检测准确，并根据待测锂电池的容量衰减值定量的计算待测锂电池的析锂质量，以准确描述待测锂电池的析锂严重程度，避免拆解检测造成的不可逆损坏，降低检测成本以及检测适用范围。

第二方面，参考说明书附图2，本发明提供的一种锂电池析锂检测装置的结构示意图。

本发明提供的一种锂电池析锂检测装置20，其可以应用第一方面中任一的锂电池析锂检测方法，也可以不应用第一方面中任一的锂电池析锂检测方法，也可以应用其他锂电池析锂检测方法。

本发明提供的一种锂电池析锂检测装置20，包括：

获取模块201，用于对待测锂电池进行预处理，选取多个预设放电倍率对待测锂电池进行放电，获取待测锂电池的内阻值和放电容量，其中，预处理包括充电；

计算模块202，用于基于获取的内阻值和放电容量，利用多项式拟合方法建立内阻值-放电容量曲线，并计算内阻值-放电容量曲线的平均斜率，其中，内阻-放电容量曲线的横坐标表示放电容量，纵坐标表示内阻值；

第一记录模块203，用于判断平均斜率是否大于与待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率，在平均斜率大于与待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率的情况下，记录第一判定结果为待测锂电池存在析锂现象，否则，记录第一判定结果为待测锂电池不存在析锂现象；

建立模块204，用于基于阿伦尼乌斯准则法，建立关于固态电解质膜的电池容量衰减速率与温度的判断关系式，其中，固态电解质膜为在待测锂电池的负极表面形成的固态膜；

第二建立模块205，用于建立电池容量衰减速率的对数与绝对温度的倒数之间的判断曲线；

第二记录模块206，用于根据判断关系式和判断曲线，多次计算判断曲线的离散偏离度获得多个离散偏离度，在多个离散偏离度的乘积满足预设条件的情况下，记录第二判定结果为待测锂电池存在析锂现象，否则，记录第二判定结果为待测锂电池不存在析锂现象；需要说明的是，多次计算判断曲线的离散偏离度获得多个离散偏离度，在多个离散偏离度的乘积满足预设条件的情况下的相关内容和上述第一方面中（例如步骤S106中）记载的预设条件、离散偏离度所有的内容完全相同，即在多个离散偏离度的乘积小于预设阈值且不等于零，或多个离散偏离度的乘积等于零且离散偏离度等于零的个数大于第一预设值，或多个离散偏离度的乘积等于零离散偏离度等于零的个数小于第二预设值且剩余全部不为零的离散偏离度的乘积小于所述预设阈值的情况下，记录第二判定结果为待测锂电池存在析锂现象，否则，记录第二判定结果为待测锂电池不存在析锂现象，其他内容在此不再赘述。

确定模块207，用于在第一判定结果与第二判定结果均为待测锂电池存在析锂现象的情况下，确定待测锂电池存在析锂现象；

第二计算模块208，用于获取待测锂电池的容量衰减值，计算待测锂电池的析锂质量。

在一种可能的实施方式中，获取模块201具体包括：

第一获取子模块，用于在预设温度下以待测锂电池的最大允许充电电压对待测锂电池进行充电，直至达到待测锂电池的SOC最大值，获取待测锂电池的SOC最大值；

第二获取子模块，用于静置预设时长，以预设放电倍率将充电后的待测锂电池放电至预设截止电压，获取此时得到的放电容量；其中，预设放电倍率包括0.01C、0.02C至0.08C；

第三获取子模块，用于以预设放电倍率将充电后的待测锂电池放电至SOC最大值的二分之一，使用电流阶跃法测量待测锂电池的内阻值：

其中，R表示内阻值，U表示当前电压值，U ₀表示施加阶跃电流一分钟后的电压值，I表示阶跃电流。

在一种可能的实施方式中，判断关系式具体为：

lnk=-E _a /（R*T）+blnA

换句话说，即k=bA*exp(-E _a /（R*T))

其中，T表示绝对温度，k表示电池容量衰减速率，R表示摩尔气体常数，E _a 表示与温度无关的实验活化能，A表示指前因子，b为修正因子。

考虑上述关系式使用的广泛性，为了适用于不同类型的锂电池和使用条件，进而设置了修正因子b，可以为1.0或1.3等数值，b是变化的，对于不同类型的锂电池，b可以取不同的数值，修正因子b的适用能够提高不同锂电池在不同温度下的性能衰减评估适用范围和条件。

在一种可能的实施方式中，第二计算模块208具体包括：

记录子模块，用于对待测锂电池进行循环充放电，记录待测锂电池的初始容量和静置容量，其中，静置容量为充电完成后静置得到的待测锂电池的电池容量；

第一计算子模块，用于根据初始容量和静置容量，计算待测锂电池的容量衰减值：

其中，表示容量衰减值，/>表示初始容量，/>表示静置容量；

第二计算子模块，用于根据容量衰减值计算析锂质量：

其中，m表示析锂质量，N _A 表示阿伏伽德罗常数，e表示电子元电荷，表示锂原子的摩尔质量。

在一种可能的实施方式中，锂电池析锂检测装置20还包括：

警报模块209，用于在待测锂电池存在析锂现象的情况下，发出警报。

本发明提供的锂电池析锂检测装置20能够实现上述方法实施例中实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

本发明提供的虚拟系统可以是系统，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。

本发明的效果是显著的，能够避免拆解检测造成的不可逆损坏，降低检测成本以及检测适用范围。首先，通过循环充放电，获取待测锂电池的内阻值与放电容量，建立内阻值与放电量的内阻值-放电容量曲线，通过与同类型标准锂电池的内阻值-放电容量曲线进行比较，直观的检测待测锂电池是否可能存在析锂现象；然后，基于阿伦尼乌斯准则法，建立所述电池容量衰减速率的对数与所述绝对温度的倒数之间的判断曲线，固态电解质膜的电池容量衰减速率与温度的关系式，能够根据多次计算离散偏离度乘积提高判断曲线和关系式是否偏离判断结果评估的正确性和可靠性，多次直观和可靠计算确定的判断判断曲线中是否存在过多偏离的离散点，破坏数学关系，进一步确定析锂现象是否存在，只有在两次判定结果都为存在析锂现象时，才确定待测锂电池存在析锂现象，增加检测准确性；最后，根据待测锂电池的容量衰减值定量的计算待测锂电池的析锂质量，以准确描述待测锂电池的析锂严重程度。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种锂电池析锂检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S101：对待测锂电池进行预处理，选取多个预设放电倍率对所述待测锂电池进行放电，获取所述待测锂电池的内阻值和放电容量，其中，所述预处理包括充电；

S102：基于获取的所述内阻值和所述放电容量，利用多项式拟合方法建立内阻值-放电容量曲线，并计算所述内阻值-放电容量曲线的平均斜率，其中，所述内阻-放电容量曲线的横坐标表示所述放电容量，纵坐标表示内阻值；

S103：判断所述平均斜率是否大于与所述待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率，在所述平均斜率大于与所述待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率的情况下，记录第一判定结果为所述待测锂电池存在析锂现象，否则，记录所述第一判定结果为所述待测锂电池不存在析锂现象；

S104：基于阿伦尼乌斯准则法，建立关于固态电解质膜的电池容量衰减速率与温度的判断关系式，其中，所述固态电解质膜为在所述待测锂电池的负极表面形成的固态膜；

S105：建立所述电池容量衰减速率的对数与所述绝对温度的倒数之间的判断曲线；

S106：根据判断关系式和判断曲线，多次计算判断曲线的离散偏离度获得多个离散偏离度，在多个离散偏离度的乘积满足预设条件的情况下，记录第二判定结果为所述待测锂电池存在析锂现象，否则，记录所述第二判定结果为所述待测锂电池不存在析锂现象；

S107：在所述第一判定结果与所述第二判定结果均为所述待测锂电池存在析锂现象的情况下，确定所述待测锂电池存在析锂现象；

S108：获取所述待测锂电池的容量衰减值，计算所述待测锂电池的析锂质量。

2.根据权利要求1所述的锂电池析锂检测方法，其特征在于，所述S101具体包括：

S1011：在预设温度下以所述待测锂电池的最大允许充电电压对所述待测锂电池进行充电，直至达到所述待测锂电池的SOC最大值，获取所述待测锂电池的SOC最大值；

S1012：静置预设时长，以所述预设放电倍率将充电后的所述待测锂电池放电至预设截止电压，获取此时得到的放电容量；

S1013：以所述预设放电倍率将充电后的所述待测锂电池放电至所述SOC最大值的二分之一，使用电流阶跃法测量所述待测锂电池的内阻值：

。其中，R表示所述内阻值，U表示当前电压值，U ₀表示施加阶跃电流一分钟后的电压值，I表示阶跃电流。

3.根据权利要求1所述的锂电池析锂检测方法，其特征在于，所述判断关系式具体为：

lnk=-E _a /（R*T）+blnA

其中，T表示绝对温度，k表示电池容量衰减速率，R表示摩尔气体常数，E _a 表示与温度无关的实验活化能，A表示指前因子，b为修正因子。

4.根据权利要求1所述的锂电池析锂检测方法，其特征在于，所述S108具体包括：

S1081：对所述待测锂电池进行循环充放电，记录所述待测锂电池的初始容量和静置容量，其中，所述静置容量为充电完成后静置得到的所述待测锂电池的电池容量；

S1082：根据所述初始容量和所述静置容量，计算所述待测锂电池的容量衰减值：

。其中，/>表示所述容量衰减值，/>表示所述初始容量，/>表示所述静置容量；

S1083：根据所述容量衰减值计算所述析锂质量：

。其中，m表示所述析锂质量，N _A 表示阿伏伽德罗常数，e表示电子元电荷，/>表示锂原子的摩尔质量。

5.根据权利要求1所述的锂电池析锂检测方法，其特征在于，所述锂电池析锂检测方法还包括：

所述预设条件为多个离散偏离度的乘积小于预设阈值且不等于零。

6.一种锂电池析锂检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于对待测锂电池进行预处理，选取多个预设放电倍率对所述待测锂电池进行放电，获取所述待测锂电池的内阻值和放电容量，其中，所述预处理包括充电；

计算模块，用于基于获取的所述内阻值和所述放电容量，利用多项式拟合方法建立内阻值-放电容量曲线，并计算所述内阻值-放电容量曲线的平均斜率，其中，所述内阻-放电容量曲线的横坐标表示所述放电容量，纵坐标表示内阻值；

第一记录模块，用于判断所述平均斜率是否大于与所述待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率，在所述平均斜率大于与所述待测锂电池相同的标准锂电池平均斜率的情况下，记录第一判定结果为所述待测锂电池存在析锂现象，否则，记录所述第一判定结果为所述待测锂电池不存在析锂现象；

建立模块，用于基于阿伦尼乌斯准则法，建立关于固态电解质膜的电池容量衰减速率与温度的判断关系式，其中，所述固态电解质膜为在所述待测锂电池的负极表面形成的固态膜；

第二建立模块，用于建立所述电池容量衰减速率的对数与所述绝对温度的倒数之间的判断曲线；

第二记录模块，用于根据判断关系式和判断曲线，多次计算判断曲线的离散偏离度获得多个离散偏离度，在多个离散偏离度的乘积满足预设条件的情况下，记录第二判定结果为所述待测锂电池存在析锂现象，否则，记录所述第二判定结果为所述待测锂电池不存在析锂现象；

确定模块，用于在所述第一判定结果与所述第二判定结果均为所述待测锂电池存在析锂现象的情况下，确定所述待测锂电池存在析锂现象；

第二计算模块，用于获取所述待测锂电池的容量衰减值，计算所述待测锂电池的析锂质量。

7.根据权利要求6所述的锂电池析锂检测装置，其特征在于，所述获取模块具体包括：

第一获取子模块，用于在预设温度下以所述待测锂电池的最大允许充电电压对所述待测锂电池进行充电，直至达到所述待测锂电池的SOC最大值，获取所述待测锂电池的SOC最大值；

第二获取子模块，用于静置预设时长，以所述预设放电倍率将充电后的所述待测锂电池放电至预设截止电压，获取此时得到的放电容量；

第三获取子模块，用于以所述预设放电倍率将充电后的所述待测锂电池放电至所述SOC最大值的二分之一，使用电流阶跃法测量所述待测锂电池的内阻值：

其中，R表示所述内阻值，U表示当前电压值，U ₀表示施加阶跃电流一分钟后的电压值，I表示阶跃电流。

8.根据权利要求6所述的锂电池析锂检测装置，其特征在于，所述判断关系式具体为：

lnk=-E _a /（R*T）+blnA

其中，T表示绝对温度，k表示电池容量衰减速率，R表示摩尔气体常数，E _a 表示与温度无关的实验活化能，A表示指前因子，b为修正因子。

9.根据权利要求6所述的锂电池析锂检测装置，其特征在于，所述第二计算模块具体包括：

记录子模块，用于对所述待测锂电池进行循环充放电，记录所述待测锂电池的初始容量和静置容量，其中，所述静置容量为充电完成后静置得到的所述待测锂电池的电池容量；

第一计算子模块，用于根据所述初始容量和所述静置容量，计算所述待测锂电池的容量衰减值：

。其中，/>表示所述容量衰减值，/>表示所述初始容量，/>表示所述静置容量；

第二计算子模块，用于根据所述容量衰减值计算所述析锂质量：

。其中，m表示所述析锂质量，N _A 表示阿伏伽德罗常数，e表示电子元电荷，/>表示锂原子的摩尔质量。

10.根据权利要求6所述的锂电池析锂检测装置，其特征在于，所述锂电池析锂检测装置还包括：

所述预设条件为多个离散偏离度的乘积小于预设阈值且不等于零。