CN116845405A - 一种电池和电池电解液损耗检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池和电池电解液损耗检测方法，该电池采用多层电极片和隔膜组成极芯，同时，将阻值检测装置的一端与电极片相连接，并将阻值检测装置的另一端作为一个阻值测量端口设置于电池的外壳外，以使外部设备能够通过阻值测量端口和正负极柱对电极片的阻值进行检测，进而能够依据电极片的当前阻值准确判定电解液的损耗量，降低了实施难度，提高了检测精度。

Description

一种电池和电池电解液损耗检测方法

技术领域

本发明涉及储能技术领域，特别涉及一种电池和电池电解液损耗检测方法。

背景技术

锂电池在长期使用后，其内部的电解液会随着使用次数的增加而发生损耗，进而会影响锂电池的性能。

现有的测试表征方法，绝大多数是通过对电池的电能或电极材料的结构进行表征。如现有技术中，采用超声扫描成像的方式来对电芯内部的产气情况进行检测，以通过电芯内部的产气情况，间接说明电解液的损耗量。但该检测方式对检测仪器的要求较高，不易实施，且检测精度差，无法准确判定电解液的损耗量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电池和电池电解液损耗检测方法，以通过阻值检测装置对电极片的当前阻值进行检测，进而通过电极片的当前阻值准确判定电解液的损耗量，降低了实施难度，提高了检测精度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种电池，包括：外壳、电解液、极芯、正极柱、负极柱和至少一个阻值检测装置；其中，

所述极芯包括多层电极片和隔膜，设置于所述外壳中；

所述阻值检测装置的一端与所述电极片相连接；

所述阻值检测装置的另一端设置于所述外壳外，作为一个阻值测量端口；

各所述电极片包括正极片和负极片，所述隔膜设置于所述正极片和所述负极片之间；

所述正极柱与所述正极片相连接，所述负极柱与所述负极片相连接；

所述电解液填充于所述外壳中。

可选的，所述阻值检测装置与所述电极片相连接的一端，固定于所述电极片的叠片位置，或者，所述极芯的弯曲位置。

可选的，所述阻值检测装置与所述电极片相连接的一端，埋于所述电极片的活性材料中，或者，贴附于活性材料的表面。

可选的，所述阻值检测装置与所述电极片相连接的一端埋于所述电极片的活性材料中时，埋藏深度取值范围为5至50微米。

可选的，所述阻值检测装置为金属丝或金属片。

可选的，还包括：金属圆片；

所述阻值检测装置的一端，通过所述金属圆片与所述电极片相连接。

可选的，还包括：绝缘物；

所述绝缘物包裹于所述阻值检测装置外侧，并使所述阻值检测装置的一端与另一端裸露在所述绝缘物之外。

本发明第二方面还提供了一种电池电解液损耗检测方法，用于对如上述第一方面任一种所述的电池进行电解液损耗检测，所述电池电解液损耗检测方法包括：

通过所述电池的阻值测量端口及正负极柱，获取所述电池中电极片的当前阻值；

依据所述当前阻值，确定所述阻值测量端口的连接状态下，所述电池当前电解液的损耗量。

可选的，依据所述当前阻值，确定所述阻值测量端口的连接状态下，所述电池当前电解液的损耗量的步骤，包括：

在当前所述阻值测量端口的连接状态下，依据所述当前阻值和SOH(StateOfHealth，电池健康度)的线性关系，确定当前所述电解液的损耗量。

可选的，在通过所述电池的阻值测量端口及正负极柱，获取所述电池中电极片的当前阻值之前，还包括：

建立不同所述阻值测量端口的连接状态下，所述电极片的阻值与SOH的线性关系。

可选的，所述电极片的阻值与SOH的线性关系，包括：

所述电极片的阻值与预设阻值的比值，与所述SOH的线性关系。

本发明提供的电池，采用多层电极片和隔膜组成极芯，同时，将阻值检测装置的一端与电极片相连接，并将阻值检测装置的另一端作为一个阻值测量端口设置于电池的外壳外，以使外部设备能够通过阻值测量端口和正负极柱对电极片的阻值进行检测，进而能够依据电极片的当前阻值准确判定电解液的损耗量，降低了实施难度，提高了检测精度。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电池结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电池电解液损耗检测方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的电池电解液损耗检测方法的另一流程图；

图4为本发明实施例提供的电池电解液损耗检测方法的另一具体流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明提供一种电池，以通过阻值检测装置对电极片的当前阻值进行检测，进而通过电极片的当前阻值准确判定电解液的损耗量，降低了实施难度，提高了检测精度。

该电池如图1所示，包括：外壳01、电解液(图中并未进行展示)、极芯02、正极柱03、负极柱04和至少一个阻值检测装置(图中以阻值检测装置L1、L2和L3为例进行展示)；其中，电解液填充于外壳01中；极芯02包括多层电极片和隔膜(图中并未进行展示)，且各电极片均设置于外壳01中；以图1中的阻值检测装置L2为例对各阻值检测装置的连接关系进行说明，阻值检测装置L2的一端与电极片相连接，且阻值检测装置L2的另一端设置于外壳01外，作为一个阻值测量端口，以使外部设备能够通过阻值测量端口和正负极柱03或04对电极片的阻值进行检测。

实际应用中，阻值检测装置的一端可以分布于电池极芯02的极耳位置、中间位置、底部、左右两端、极芯02的中间层或者外层。具体的，阻值检测装置的一端可以分布于极芯02中间层的正极耳下侧10至30毫米范围内，或者负极耳下侧10至30毫米范围内，也可以分布于极芯02的几何中心位置。此处不作具体限定，视其实际应用环境而定即可，均在本申请保护范围内。

具体的，该电池的外壳可以采用硬壳或软包的方式进行封装；且各电极片由正极片和负极片组成，隔膜设置于正极片和负极片之间，正极柱03与电极片中的正极片相连接，负极柱04与电极片中的负极片相连接，以使电池能够通过正极柱03和负极柱04为外部设备进行供电，或为自身进行充电。

实际应用中，其阻值检测装置的材质可以为金、银、铜、铝或其他电阻率较低的合金；且可以采用金属片作为阻值检测装置，也可以如图1所示，采用金属丝作为阻值检测装置；只要能够使外部设备通过该阻值检测装置对电极片的阻值进行检测即可，实际应用中并不仅限于此，视其具体应用环境而定即可，均在本申请保护范围内。

可选的，阻值检测装置与电极片相连接的一端，探入电极片的深度取值范围可以为5至50毫米，且其阻值检测装置的直径取值范围可以为1至10微米，此处不做具体限定，视其实际应用环境而定即可，均在本申请保护范围内。

本实施例提供的电池，采用多层电极片和隔膜组成极芯02，同时，将阻值检测装置的一端与电极片相连接，并将阻值检测装置的另一端作为一个阻值测量端口设置于电池的外壳01外，以使外部设备能够通过阻值测量端口和正负极柱对电极片的阻值进行检测，进而能够依据电极片的当前阻值准确判定电解液的损耗量，降低了实施难度，提高了检测精度。

在上一实施例的基础之上，可选的，该电池中的阻值检测装置与电极片相连接的一端，可以固定于极芯02的弯曲位置(未进行图示)，也可以如图1所示，固定于电极片的叠片位置，实际应用中并不仅限于此，视其具体应用环境而定即可，均在本申请保护范围内。

实际应用中，阻值检测装置与电极片相连接的一端，可以固定于电极片的多个位置。具体的，其阻值检测装置与电极片相连接的一端，可以埋于电极片的活性材料中，也可以贴附于活性材料的表面。

可选的，当阻值检测装置与电极片相连接的一端，埋于电极片的活性材料中时，其埋藏深度的取值范围为5至50微米；且当阻值检测装置与电极片相连接的一端贴附于活性材料的表面时，阻值检测装置与电极片相连接的一端，可以通过导电胶贴附于活性材料的表面，此处不做具体限定，视其实际应用环境而定即可，均在本申请保护范围内。

可选的，该电池中还包括：金属圆片，和/或，绝缘物。其中，阻值检测装置的一端，通过金属圆片与所述电极片相连接，且金属圆片直径的取值范围为10至100微米，厚度的取值范围为1至10微米；同时，绝缘物包裹于阻值检测装置外侧，并使阻值检测装置的一端与另一端裸露在绝缘物之外，实际应用中绝缘物耐电解液腐蚀，且可以防止操作人员在触摸阻值检测装置时，导电发生事故。

在上述实施例的基础之上，本发明另一实施例还提供了一种电池电解液损耗检测方法，该电池电解液损耗检测方法用于对如上述任一实施例所述的电池进行电解液损耗检测。

如图2所示，该电池电解液损耗检测方法包括：

S101、通过电池的阻值测量端口及正负极柱，获取电池中电极片的当前阻值。

实际应用中，操作者无需对电池中的电芯进行拆解，即可采用外部设备通过电池的阻值测量端口及正负极柱，对电极片的当前阻值R_n进行检测，避免了由于拆解电池，而使得电池的电解液发生损耗和电极片的状态发生变化，进而能够提高检测结果的准确性。

S102、依据当前阻值，确定阻值测量端口的连接状态下电池当前电解液的损耗量。

实际应用中，电池在循环使用时，电极片的当前阻值R_n会随着电解液的反应和消耗增大，故当前阻值测量端口的连接状态下，可以依据当前阻值R_n和SOH的线性关系，确定当前电解液的损耗量。老化后的电池指包括SOH为90％、80％、70％、60％等具体数值的电池，但SOH的取值并不限于以上具体数值。

与现有技术中通过昂贵的表征设备对电池中的参数进行检测，并通过电池中的参数间接表明电解液的损耗量的方式相比，本实施例所采用的电池电解液损耗检测方法，无需采用昂贵的表征设备，即可直接对电池中的当前阻值R_n进行检测，降低了检测成本，且能够直接依据当前阻值R_n和SOH的线性关系，确定当前电解液的损耗量，提高了检测精度。

值得说明的是，阻值检测装置为多个时，能够提供多个阻值测量端口也即位点进行阻值检测；通过对比分析不同位点的当前阻值R_n变化情况，可以更全面的表征电解液的消耗情况。

本实施例提供的电池电解液损耗检测方法，通过阻值测量端口直接对电池中电极片的当前阻值R_n进行检测，并依据当前阻值R_n和SOH的线性关系，确定当前电解液的损耗量，以使无需对电芯进行拆解，即可通过当前阻值R_n，确定电池当前电解液的损耗量，提供了一种无损检测方法，且提高了电池电解液损耗检测方法的准确性。

在上述实施例的基础之上，可选的，如图3所示，在执行步骤S101、通过电池的阻值测量端口及正负极柱，获取电池中电极片的当前阻值之前，还包括：

S201、建立不同阻值测量端口的连接状态下，电极片的阻值与SOH的线性关系。

通过对比不同阻值测量端口的连接状态下，电极片的阻值与SOH的变化，建立对应的线性关系，并依据该线性关系说明电池电解液的损耗量和变化趋势。

可选的，该电极片的阻值与SOH的线性关系，具体可以是：该电极片的阻值与预设阻值的比值，与SOH的线性关系；此时，该步骤S201、建立不同阻值测量端口的连接状态下，电极片的阻值与SOH的线性关系，具体如图4所示，包括：

S301、不同阻值测量端口的连接状态下，计算电极片的阻值与预设阻值的比值。

值得说明的是，该预设阻值可以为电池注入电解液前的阻值R₀，也可以为电池注入电解液后的阻值R_f，此处不作具体限定，视其实际应用环境而定即可，均在本申请保护范围内。

实际应用中，当预设阻值为电池注入电解液前的阻值R₀时，在不同阻值测量端口的连接状态下，计算电极片的阻值与电池注入电解液前的阻值R₀的比值K_n，以获得一系列数组K₁，K₂，K₃……K_n；当预设阻值为电池注入电解液后的阻值R_f时，在不同阻值测量端口的连接状态下，计算电极片的阻值与电池注入电解液后的阻值R_f的比值K’_n，以获得一系列数组K’₁，K’₂，K’₃……K’_n。

S302、建立比值与SOH的线性关系。

值得说明的是，且当K_n越接近于1时，或K’_n越大于1时，表示电解液的损耗越严重。实际应用中，可依据不同阻值测量端口的连接状态下的K_n或K’_n，来说明电解液的损耗情况，并建立不同阻值测量端口的连接状态下的K_n或K’n，与SOH的线性关系，以对比线性关系中不同位点的曲线变化来说明电解液的损耗量和变化趋势。

本实施例提供的电池电解液损耗检测方法，通过建立不同阻值测量端口的连接状态下，电极片的阻值与SOH的线性关系，以使外部设备能够通过阻值测量端口对电极片的阻值进行检测，进而能够依据电极片的当前阻值R_n和SOH的曲线变化准确判定电解液的损耗量，提高了电解液损耗量的检测精度。

本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种电池，其特征在于，包括：外壳、电解液、极芯、正极柱、负极柱和至少一个阻值检测装置；其中，

所述极芯包括多层电极片和隔膜，设置于所述外壳中；

所述阻值检测装置的一端与所述电极片相连接；

所述阻值检测装置的另一端设置于所述外壳外，作为一个阻值测量端口；

各所述电极片包括正极片和负极片，所述隔膜设置于所述正极片和所述负极片之间；

所述正极柱与所述正极片相连接，所述负极柱与所述负极片相连接；

所述电解液填充于所述外壳中。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述阻值检测装置与所述电极片相连接的一端，固定于所述电极片的叠片位置，或者，所述极芯的弯曲位置。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述阻值检测装置与所述电极片相连接的一端，埋于所述电极片的活性材料中，或者，贴附于活性材料的表面。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述阻值检测装置与所述电极片相连接的一端埋于所述电极片的活性材料中时，埋藏深度取值范围为5至50微米。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电池，其特征在于，所述阻值检测装置为金属丝或金属片。

6.根据权利要求1至4任一项所述的电池，其特征在于，还包括：金属圆片；

所述阻值检测装置的一端，通过所述金属圆片与所述电极片相连接。

7.根据权利要求1至4任一项所述的电池，其特征在于，还包括：绝缘物；

所述绝缘物包裹于所述阻值检测装置外侧，并使所述阻值检测装置的一端与另一端裸露在所述绝缘物之外。

8.一种电池电解液损耗检测方法，其特征在于，用于对如权利要求1至7任一项所述的电池进行电解液损耗检测，所述电池电解液损耗检测方法包括：

通过所述电池的阻值测量端口及正负极柱，获取所述电池中电极片的当前阻值；

依据所述当前阻值，确定所述阻值测量端口的连接状态下，所述电池当前电解液的损耗量。

9.根据权利要求8所述的电池电解液损耗检测方法，其特征在于，依据所述当前阻值，确定所述阻值测量端口的连接状态下，所述电池当前电解液的损耗量的步骤，包括：

在当前所述阻值测量端口的连接状态下，依据所述当前阻值和电池健康度SOH的线性关系，确定当前所述电解液的损耗量。

10.根据权利要求8或9任一项所述的电池电解液损耗检测方法，其特征在于，在通过所述电池的阻值测量端口及正负极柱，获取所述电池中电极片的当前阻值之前，还包括：

建立不同所述阻值测量端口的连接状态下，所述电极片的阻值与SOH的线性关系。

11.根据权利要求10所述的电池电解液损耗检测方法，其特征在于，所述电极片的阻值与SOH的线性关系，包括：

所述电极片的阻值与预设阻值的比值，与所述SOH的线性关系。