CN118173920A - 补锂效率确定方法、装置、设备、存储介质和程序产品 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种补锂效率确定方法、装置、设备、存储介质和程序产品。所述方法包括:获取补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量,根据未补锂电池的阳极极片中活性物质的第一质量、补锂电池的阳极极片中活性物质的第二质量、目标电池在充电阶段的充电数据,确定补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量,进而根据第一容量、第二容量、补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量,确定补锂电池的补锂效率。由于无需对电池进行拆解以及再次组装成扣式半电池,并且通过电化学原理及数学推导过程确定出补锂效率,从而提高了确定出的补锂效率的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种补锂效率确定方法、装置、设备、存储介质和程序产品。
背景技术
新能源的迅猛发展对电池的性能提出了更高的要求,目前主要通过正极补锂技术对电池进行补锂得到补锂电池,补锂电池的性能高于未补锂电池,从而可以提高电池的性能。由于补锂电池的补锂效率对于补锂电池的性能极其重要,因此,有必要确定补锂电池的补锂效率。
目前相关技术中,将待测电池以恒倍率充电至100%荷电状态(State of Charge,SOC)、再以恒倍率放电至0%SOC后得到测试数据。将待测电池进行拆解,并将双面涂覆的阳极极片处理成单面涂覆的阳极极片后与锂金属组装成扣式半电池,再对扣式半电池进行测试得到测试数据,基于待测电池的测试数据和扣式半电池的测试数据确定待测电池的补锂效率。
然而,目前确定的补锂效率存在准确性较低的问题。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高补锂效率的准确性的补锂效率确定方法、装置、设备、存储介质和程序产品。
第一方面,本申请提供了一种补锂效率确定方法。所述方法包括:
获取补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量;
根据未补锂电池的阳极极片中活性物质的第一质量、补锂电池的阳极极片中活性物质的第二质量、目标电池在充电阶段的充电数据,确定补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量;目标电池包括补锂电池和未补锂电池,充电阶段为依次执行化成阶段、满充阶段、满放阶段后的阶段;
根据第一容量、第二容量、补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量,确定补锂电池的补锂效率。
本申请实施例提供的补锂效率确定方法,通过获取补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量,根据未补锂电池的阳极极片中活性物质的第一质量、补锂电池的阳极极片中活性物质的第二质量、目标电池在充电阶段的充电数据,确定补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量,进而根据第一容量、第二容量、补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量,确定补锂电池的补锂效率。由于无需对电池进行拆解以及再次组装成扣式半电池,并且通过电化学原理及数学推导过程确定出补锂效率,从而提高了确定出的补锂效率的准确性。
在其中一个实施例中,获取补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量,包括:
根据第一质量、第二质量、未补锂电池在化成阶段和满充阶段的第一总充电容量、未补锂电池在满放阶段的第一总放电容量,确定第一容量。
本申请实施例提供的方法,通过根据第一质量、第二质量、未补锂电池在化成阶段和满充阶段的第一总充电容量、未补锂电池在满放阶段的第一总放电容量,确定第一容量,提高了得到的第一容量的准确性,进而提高了基于第一容量得到的补锂效率的准确性。
在其中一个实施例中,根据第一质量、第二质量、未补锂电池在化成阶段和满充阶段的第一总充电容量、未补锂电池在满放阶段的第一总放电容量,确定第一容量,包括:
确定第一总充电容量与第一总放电容量之间的第一差值;
确定第一差值与第一质量之间的第一比值;
根据第一比值和第二质量,确定第一容量。
本申请实施例提供的方法,通过确定第一总充电容量与第一总放电容量之间的第一差值,确定第一差值与第一质量之间的第一比值,进而根据第一比值和第二质量,确定第一容量,提高了得到的第一容量的准确性,进而提高了基于第一容量得到的补锂效率的准确性。
在其中一个实施例中,目标电池中至少一个电池对应的满放阶段包括第一放电阶段和第二放电阶段;
第一放电阶段是以第一预设放电倍率将至少一个电池放电至第一预设荷电状态,第二放电阶段是以第二预设放电倍率,将已放电至第一预设荷电状态的至少一个电池放电至第二预设荷电状态;第一预设放电倍率大于第二预设放电倍率。
本申请实施例中,目标电池中至少一个电池对应的满放阶段包括第一放电阶段和第二放电阶段,可以实现目标电池中至少一个电池实现去极化的效果,从而提高确定的补锂效率的准确性。
在其中一个实施例中,充电数据包括目标电池在多个充电时间点下的电压和充电容量;
根据未补锂电池的阳极极片中活性物质的第一质量、补锂电池的阳极极片中活性物质的第二质量、目标电池在充电阶段的充电数据,确定补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量,包括:
根据目标电池在充电阶段的充电数据确定多个数据变化量;数据变化量包括两个充电时间点下的电压变化量和充电容量变化量;
根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量、第一质量和第二质量,确定第二容量。
本申请实施例提供的方法,通过根据目标电池在充电阶段的充电数据确定多个数据变化量,根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量、第一质量和第二质量,确定第二容量,从而为基于第二容量确定补锂效率奠定基础。
在其中一个实施例中,根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量、第一质量和第二质量,确定第二容量,包括:
根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量,确定目标电池对应的微分曲线;
根据第一质量、第二质量和目标电池对应的微分曲线,确定第二容量。
本申请实施例提供的方法,通过根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量,确定目标电池对应的微分曲线,并根据第一质量、第二质量和目标电池对应的微分曲线,确定第二容量,从而为基于第二容量确定补锂效率奠定基础。
在其中一个实施例中,微分曲线包括微分电压曲线;根据第一质量、第二质量和目标电池对应的微分曲线,确定第二容量,包括:
根据目标电池对应的微分电压曲线,确定微分电压曲线上的目标峰;
确定未补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰对应的充电容量与第一质量的第二比值;
确定补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰对应的充电容量与第二质量的第三比值;
根据第二比值、第三比值以及第二质量,确定第二容量。
本申请实施例提供的方法,通过根据第二比值、第三比值以及第二质量,确定第二容量,从而为基于第二容量确定补锂效率奠定基础。
在其中一个实施例中,目标峰为微分电压曲线上的峰中的任一个。
本申请实施例中,目标峰为微分电压曲线上的峰中的任一个,提高了补锂效率确定的灵活性。
在其中一个实施例中,目标电池在多个充电时间点下的电压包括目标电池的阳极相对于参比电极的电压,或者,目标电池的阴极相对于阳极的电压。
本申请实施例中,通过将目标电池的阳极相对于参比电极的电压,或者,目标电池的阴极相对于阳极的电压作为多个充电时间点下的电压,从而实现基于电压变化量确定微分曲线,进而基于微分曲线确定补锂效率,提高了确定的补锂效率的准确性。
在其中一个实施例中,根据第一容量、第二容量、补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量,确定补锂电池的补锂效率,包括:
确定第一容量、第二容量和第三容量的求和结果;
确定求和结果与补锂电池设计的理论容量之间的第四比值;
根据第四比值确定补锂电池的补锂效率。
本申请实施例中,通过确定第一容量、第二容量和第三容量的求和结果,确定求和结果与补锂电池设计的理论容量之间的第四比值,并根据第四比值确定补锂电池的补锂效率,从而提高了确定的补锂效率的准确性。
第二方面,本申请还提供了一种补锂效率确定装置。装置包括:
获取模块,用于获取补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量;
第一确定模块,用于根据未补锂电池的阳极极片中活性物质的第一质量、补锂电池的阳极极片中活性物质的第二质量、目标电池在充电阶段的充电数据,确定补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量;目标电池包括补锂电池和未补锂电池,充电阶段为依次执行化成阶段、满充阶段、满放阶段后的阶段;
第二确定模块,用于根据第一容量、第二容量、补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量,确定补锂电池的补锂效率。
第三方面,本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一方法的步骤。
第四方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法的步骤。
第五方面,本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法的步骤。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1是本申请实施例提供的计算机设备的内部结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种电池组装过程示意图;
图3是本申请实施例提供的一种电池首次充放电过程示意图;
图4是本申请实施例提供的一种补锂效率确定方法的流程示意图;
图5是本申请实施例提供的一种第一容量确定方法的流程示意图;
图6是本申请实施例提供的一种第二容量确定方法的流程示意图;
图7是本申请实施例提供的另一种第二容量确定方法的流程示意图;
图8本申请实施例提供的一种微分电压曲线的示意图;
图9是本申请实施例提供的另一种第二容量确定方法的流程示意图;
图10是本申请实施例提供的另一种补锂效率确定方法的流程示意图;
图11是本申请实施例提供的又一种补锂效率确定方法的流程示意图;
图12是本申请实施例提供的一种补锂效率确定装置的结构框图;
图13是本申请实施例提供的一种第一确定模块的结构框图;
图14是本申请实施例提供的一种第二确定单元的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
新能源的迅猛发展对电池的性能提出了更高的要求,目前主要通过正极补锂技术对电池进行补锂得到补锂电池,补锂电池的性能高于未补锂电池,从而可以提高电池的性能。由于补锂电池的补锂效率对于补锂电池的性能极其重要,因此,有必要确定补锂电池的补锂效率。
目前相关技术中,将待测电池以恒倍率充电至100%荷电状态(State of Charge,SOC)、再以恒倍率放电至0%SOC后得到测试数据。将待测电池进行拆解,并将双面涂覆的阳极极片处理成单面涂覆的阳极极片后与锂金属组装成扣式半电池,再对扣式半电池进行测试得到测试数据,基于待测电池的测试数据和扣式半电池的测试数据确定待测电池的补锂效率。
然而,由于一方面需要将待测电池进行拆解,并手动刮掉铜箔一侧活性物质,以将双面涂覆的阳极极片处理成单面涂覆的阳极极片,将处理后的阳极极片组装成扣式半电池进行测试。该过程中引入较大的人工误差,特别是扣式半电池的组装一直是行业难题,使得最终的补锂效率出现较大的误差。另一方面待测电池的对电极是磷酸铁锂,扣式半电池的对电极是锂金属,待测电池和扣式半电池属于不同的体系,导致基于待测电池的测试数据和扣式半电池的测试数据确定的补锂效率的准确性较低。
为了解决上述技术问题,本申请实施例提供了一种补锂效率确定方法,可以应用于如图1所示的计算机设备,该计算机设备可以是终端。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信,无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种补锂效率确定方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图1中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
为了对本申请实施例进行更清楚的介绍,在此首先介绍待测电池也即目标电池的制作过程,目标电池包括未补锂电池和补锂电池,以及介绍未补锂电池和补锂电池的首次充放电过程。未补锂电池和补锂电池均为组装好后未执行过任何充放电过程的电池,组装好后未执行过任何充放电过程的未补锂电池和补锂电池中的锂存储在阴极极片中,也即存储在阴极极片中。
目标电池的制作过程包括如下步骤:
1)极片设计:设计CB值,CB是Ce11Balance的缩写,CB值等于单位面积的阳极容量与单位面积的阴极容量的比值,阳极容量也即负极容量,阴极容量也即正极容量。CB值一般设计在1.03~1.20的设计区间,CB值过低电池容易析锂,CB值过大电池能量密度降低,未补锂电池和补锂电池采用相同的CB值。
2)极片制作:使用补锂材料代替普通电池中等量的阴极材料制作成补锂电池的阴极极片,阴极材料例如为磷酸铁锂、三元材料(LiNiCoMnO2)、钠、磷酸锰铁锂等,三元材料由钴、镍、锰和氧组成,阴极材料也可以为前述一个或多个材料的掺杂,本申请对阴极材料的类型不做限定。补锂材料相比普通的阴极材料,补锂材料中含有更多的活性锂,补锂材料的质量占比采用常规设计0.3%~5%;补锂电池和未补锂电池的负极采用相同的设计。极片制作的其余过程参数采用传统工艺:搅拌、涂布、烘干、压实等。
3)制作待测叠片三电极:将上述步骤2)得到的阳极极片和阴极极片进行裁剪,可以裁剪为40mm*50mm大小,裁剪尺寸也可以是其他尺寸。之后如图2所示将阳极极片、阴极极片以及其他组成部分组装成电池,图2是本申请实施例提供的一种电池组装过程示意图,将阳极极片201、阴极极片202、隔膜203、铜丝三电极204按如图2所示方式进行堆叠,使用叠片电池铝塑膜进行封装,以组装成三电极的目标电池,之后按照0.3~0.5Ah/mL的保液量添加电解液。其中,阳极极片201上设置有极耳205,阴极极片202上设置有极耳206。
在目标电池制作完成后,以铜丝三电极作为工作电极、阴极作为对电极,的方式连接充放电机,以10~20微安的电流进行恒流充电1~3h,即可完成对铜丝三电极进行镀锂操作。由于是充电镀锂,铜丝三电极作为阳极。
目标电池的首次充放电过程可以参照图3所示。图3中虚线框中示出的首次充放电过程为未补锂电池的首次充放电过程,实线框中示出的首次充放电过程为补锂电池的首次充放电过程。如图3所示,图3是本申请实施例提供的一种电池首次充放电过程示意图。针对未补锂电池,假设设计的CB值是1.1,首次充电前,白色长方形表示未补锂电池的阳极极片,灰色长方形表示未补锂电池的阴极极片。由于容量与锂的个数成正比,为了便于介绍,在此以锂的个数进行举例说明,假设阴极极片中的锂的个数为100,则阳极极片中可以容纳的锂的个数为110,在首次充电过程中,先执行化成阶段,再执行满充阶段完成首次充电。由于化成阶段在阳极表面形成一种固体电解质(solid electrolyte interphase,SEI)膜,形成SEI膜会消耗一部分锂,假设化成阶段消耗的锂的个数为10,在图3中以竖线表示的区域为化成阶段消耗的锂的个数,则运动到阳极极片中的锂的个数为90。之后执行满放阶段,阳极极片中的90个锂运动到阴极极片中。因此,通过上述过程可见在未补锂电池执行首次充放电后,未补锂电池的阳极极片中活性物质中的锂可以被释放干净。其中,阳极极片中活性物质可以是石墨。
针对补锂电池,假设设计的CB值也是1.1,阴极极片中的锂的个数为100,则阳极极片中锂的个数为110,制作补锂电池的阴极极片时,将一部分阴极材料例如磷酸铁锂替换为较高克容量的补锂材料,替换后CB值从表面上看还是1.1,但是实际上阴极容量已经高于阳极容量。假设该补锂电池采用理论上可以提供20个锂的补锂材料替换了5个锂的阴极材料,则阴极极片中实际的锂的个数为100-5+20,即阴极极片中实际的锂的个数为115。图3中以黑色区域表示补锂材料提供的20个锂。首次充电前,白色长方形表示补锂电池的阳极极片,灰色长方形和黑色区域组成补锂电池的阴极极片。在首次充电过程中,同样先执行化成阶段,再执行满充阶段完成首次充电。由于化成阶段在阳极表面形成SEI膜会消耗一部分锂,化成阶段消耗的锂的个数与未补锂电池相同,即化成阶段消耗的锂的个数为10,则运动到阳极极片中的锂的个数为115-10,即运动到阳极极片中的锂的个数105。之后执行满放阶段,由于补锂材料只能脱出锂,不能嵌入锂,因此,补锂电池的阴极极片中最多只能嵌入95个锂,满放阶段后阳极极片中的95个锂可以运动到阴极极片中。由于在执行首次充电后,阳极极片中共有105个锂,因此,在执行满放阶段后阳极极片中剩余的锂的个数是105-95,即执行满放阶段后阳极极片中剩余的锂的个数是10。因此,通过上述过程可见在补锂电池执行首次充放电后,补锂电池的阳极极片中活性物质中的锂未被释放干净。未被释放干净的10个锂可以决定这个电池实现多次充放电后容量不衰减的目的,从而提高了电池的性能。例如,未被释放干净的10个锂可以决定这个电池执行600次充放电容量不衰减的目的。
需要说明的是,替换的补锂材料理论上可以释放20个锂,但是由于补锂材料受制作工艺等因素的影响,但是实际上可能释放出了18个锂,使得实际上补锂电池执行首次充放电后,补锂电池的阳极极片中活性物质中剩余8个锂没有被释放干净,剩余的8个锂无法达到电池执行600次充放电容量不衰减的目的,可能在执行500多次充放电后容量就开始衰减。因此,本申请实施例可以通过确定执行满放阶段后阳极极片中剩余的锂的个数,基于满放阶段后阳极极片中活性物质中剩余的锂的个数、补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的个数以及补锂电池在满放阶段释放的锂的个数,确定补锂效率,并且提高了确定的补锂效率的准确性,基于更加准确的补锂效率可以更加精准地指导补锂电池的设计。
上述内容介绍了目标电池的首次充放电过程的原理,在此对目标电池的首次充放电过程进行示例性介绍。其中,未补锂电池的首次充放电过程包括的化成阶段、满充阶段、满放阶段如下:
1)化成阶段:化成阶段包括如下步骤:
a1):让未补锂电池静置10分钟。
b1):以0.05C的充电倍率恒流充电至30%SOC,即恒流充电6小时;化成阶段的充电倍率可以选取0.01~0.1C的区间内的倍率,化成阶段结束后的SOC可为15%~30%SOC。
2)满充阶段:满充阶段包括如下步骤:
a2):让未补锂电池静置10分钟。
b2):以0.33C的充电倍率恒流充电至公知上限,公知上限为3.65伏,充电倍率可为0.1C~1.0C;达到公知上限后,在公知上限进行恒压充电,直至电流下降为0.05C,可调为0.01C~0.05C。其中,截止电流越小,电池越容易析锂。
3)满放阶段:满放阶段包括如下4个步骤:
a3):让未补锂电池静置10分钟。
b3):以0.33C的放电倍率恒流放电至公知下限,放电倍率可选择为0.1C~1.0C区间的倍率。
c3):让未补锂电池静置10分钟。
d3):以0.05C 的放电倍率恒流放电至 2.5V,以去极化,使电池放电完全,放电倍率可选择为0.01C~0.05C区间的倍率,倍率越小去极化效果越好,确定的补锂效率的准确性越高。
需要说明的是,本申请实施例中后面内容涉及的未补锂电池的满放阶段可以包括上述的a3)和b3)步骤。或者,未补锂电池的满放阶段可以包括上述的a3)、b3)、c3)、d3)步骤。在未补锂电池的满放阶段可以包括上述的a3)、b3)、c3)、d3)步骤的情况下,可以让未补锂电池的容量释放的更干净。示例性的,在满放阶段包括上述的a3)和b3)步骤的情况下,可以将未补锂电池的容量释放到剩余5%SOC,接着执行c3)、d3)步骤后,可以将未补锂电池的容量释放到剩余0.2%SOC。
补锂电池的首次充放电过程包括的化成阶段、满充阶段、满放阶段如下:
1)化成阶段:化成阶段包括如下步骤:
a1):让补锂电池静置10分钟。
b1):以0.05C的充电倍率恒流充电至30%SOC,即恒流充电6小时;化成阶段的充电倍率可以选取0.01~0.1C的区间内的倍率,化成阶段结束后的SOC可为15%~30%SOC。
2)满充阶段:满充阶段包括如下步骤:
a2):让补锂电池静置10分钟。
b2):以0.33C的充电倍率恒流充电至公知上限,公知上限为3.65伏,充电倍率可为0.1C~1.0C;达到公知上限后,在公知上限进行恒压充电,直至电流下降为0.05C,可调为0.01C~0.05C。其中,截止电流越小,电池越容易析锂。
c2):让补锂电池静置10分钟。
d2):以0.05C的倍率恒流充电至补锂材料的分解电位,目前常见的补锂材料的分解电位位于4.1V~4.5V的区间内。
3)满放阶段:满放阶段包括如下4个步骤:
a3):让补锂电池静置10分钟。
b3):以0.33C的放电倍率恒流放电至公知下限,放电倍率可选择为0.1C~1.0C区间的倍率。
c3):让补锂电池静置10分钟。
d3):以0.05C 的放电倍率恒流放电至 2.5V,以去除欧姆极化、电化学极化和浓差极化等,使补锂电池尽可能放电完全,放电倍率可选择为0.01C~0.05C区间的倍率,倍率越小去极化效果越好,确定的补锂效率的准确性越高。
在对目标电池进行首次充放电完成后,可以对目标电池执行充电阶段的充电过程。充电阶段可以包括首先将目标电池静置Rest 10min,之后以0.05C以0.05C的倍率恒流充电至公知上限3.65伏,倍率可选择为0.01C~0.05C的倍率,倍率越低计算结果越准确,并获取充电阶段的充电数据。
本申请实施例提供的补锂效率的确定方法,通过利用上述的首次充放电过程的原理、首次充放电过程中的测试数据以及充电阶段得到的充电数据,确定补锂效率,可以提高得到的补锂效率的准确性,从而可以更好的指导补锂电池的设计。下面结合一些实施例进行更详细地说明。
在一个实施例中,如图4所示,图4是本申请实施例提供的一种补锂效率确定方法的流程示意图,以该方法应用于图1中的计算机设备为例进行说明,包括以下步骤S401-S403:
S401,获取补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量。
如图3中示出的补锂电池的首次充放电过程,在一种可能的实现方式中,可以获取未补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的容量,将未补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的容量,作为补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量。
在另一种可能的实现方式中,可以利用首次重放电过程中得到的测试数据,获取补锂电池中阳极材料在化成阶段消耗的锂的第一容量。
可以参照如下表1所示,表1中示出了目标电池在首次重放电过程中得到的测试数据。
表1
阳极扣重指单位面积的阳极极片上涂的阳极材料的重量,其中,阳极材料可以包括不同质量占比的活性物质、导电炭和粘结剂,示例性的,活性物质的质量占比是97%、导电炭的质量占比是0.5%和粘结剂的质量占比是2.5%。阳极loading指阳极极片中的活性物质的质量占比,以活性物质为石墨为例,则阳极扣重指单位面积的阳极极片上涂的阳极材料的重量,阳极loading指阳极极片中的石墨的质量占比。
其中,未补锂电池的阳极扣重以CW1表示,阳极loading用L1表示,阳极极片的表面积用S1表示,活性物质石墨的质量以m1表示,化成阶段的充电容量与满充阶段的充电容量之和用CC1表示,满放阶段的总放电容量用DC1表示。补锂电池的阳极扣重以CW2表示,阳极loading用L2表示,阳极极片的表面积用S2表示,活性物质石墨的质量以m2表示,化成阶段的充电容量与满充阶段的充电容量之和用CC2表示,满放阶段的总放电容量用DC2表示。
本申请实施例中,可以确定未补锂电池的CC1与DC1的差值,将该差值除以m1得到
商值,将该商值乘以m2的乘积作为第一容量。将该商值记为,第一容量记为
,则有,×。
S402,根据未补锂电池的阳极极片中活性物质的第一质量、补锂电池的阳极极片中活性物质的第二质量、目标电池在充电阶段的充电数据,确定补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量。
其中,目标电池包括补锂电池和未补锂电池,充电阶段为依次执行化成阶段、满充阶段、满放阶段后的阶段。
第一质量即上述表1中示出的m1,m1=CW1×L1×S1,第二质量即上述表1中示出的m2,m2=CW2×L2×S2。
目标电池在充电阶段的充电数据可以包括目标电池在多个充电时间点下的电压和充电容量。其中,目标电池在多个充电时间点下的电压包括目标电池的阳极相对于参比电极的电压,或者,目标电池的阴极相对于阳极的电压。
在一种可能的实现方式中,根据目标电池在充电阶段的充电数据,可以确定多个数据变化量;数据变化量包括两个充电时间点下的电压变化量和充电容量变化量。进而确定各数据变化量中的电压变化量与充电容量变化量的比值,基于多个比值确定微分电压曲线,基于微分电压曲线上的目标峰对应的充电容量、第一质量和第二质量,确定第二容量。示例性的,如图3中补锂电池的首次充放电过程,在补锂电池满放阶段结束后剩余的锂的个数为10个,剩余的10个锂可以表示补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量。其中,两个充电时间点可以是任意两个相邻的充电时间点,也可以是间隔一个充电时间点的两个充电时间点。
在另一种可能的实现方式中,根据目标电池在充电阶段的充电数据,可以确定多个数据变化量;数据变化量包括两个充电时间点下的电压变化量和充电容量变化量。进而确定各数据变化量中的充电容量变化量与电压变化量的比值,基于多个比值确定微分容量曲线,基于微分容量曲线上的目标谷对应的充电容量、第一质量和第二质量,确定第二容量。
S403,根据第一容量、第二容量、补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量,确定补锂电池的补锂效率。
上述表1中的DC2是补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量。在一种可能的实现方式中,可以确定第一容量、第二容量和第三容量的求和结果,确定求和结果与补锂电池设计的理论容量的商值,将该商值乘以100%的结果作为补锂效率。示例性的,如图3中的补锂电池设计的理论容量为95+20,即115。
在另一种可能的实现方式中,可以将求和结果与补锂电池设计的理论容量的商值乘以某个预设系数,以对该商值进行修正得到新商值,将该新商值乘以100%的结果作为补锂效率。
本申请实施例提供的补锂效率确定方法,通过获取补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量,根据未补锂电池的阳极极片中活性物质的第一质量、补锂电池的阳极极片中活性物质的第二质量、目标电池在充电阶段的充电数据,确定补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量,进而根据第一容量、第二容量、补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量,确定补锂电池的补锂效率。由于无需对电池进行拆解以及再次组装成扣式半电池,并且通过电化学原理及数学推导过程确定出补锂效率,从而提高了确定出的补锂效率的准确性。
在一个实施例中,上述的S401,获取补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量,可以通过如下方式实现:
根据第一质量、第二质量、未补锂电池在化成阶段和满充阶段的第一总充电容量、未补锂电池在满放阶段的第一总放电容量,确定第一容量。
上述表1中的CC1是未补锂电池在化成阶段和满充阶段的第一总充电容量,示例性的,若未补锂电池的首次充放电过程包括的化成阶段是充电至30%SOC、满充阶段是从30%SOC充电至100%SOC,则第一总充电容量CC1是30%SOC+70%SOC,共100%SOC。
上述表1中的DC1未补锂电池在满放阶段的第一总放电容量。示例性的,若未补锂电池的首次充放电过程包括的满放阶段是包括上述a3)和b3)步骤,执行a3)和b3)步骤后未补锂电池的容量释放到剩余5%SOC,则第一总放电容量是95%SOC。若未补锂电池的满放阶段包括上述的a3)、b3)、c3)、d3)步骤,执行上述的a3)、b3)、c3)、d3)步骤后,未补锂电池的容量释放到剩余0.2%SOC,则第一总放电容量DC1是99.8%SOC。
本申请实施例中,可以确定CC1与m1的比值1和DC1与m1的比值2,确定比值1与比值2的差值,将该差值乘以m2得到的结果作为第一容量。
本申请实施例提供的方法,通过根据第一质量、第二质量、未补锂电池在化成阶段和满充阶段的第一总充电容量、未补锂电池在满放阶段的第一总放电容量,确定第一容量,提高了得到的第一容量的准确性,进而提高了基于第一容量得到的补锂效率的准确性。
在一个实施例中,如图5所示,图5是本申请实施例提供的一种第一容量确定方法的流程示意图。本实施例涉及的是如何根据第一质量、第二质量、未补锂电池在化成阶段和满充阶段的第一总充电容量、未补锂电池在满放阶段的第一总放电容量,确定第一容量的一种可能的实现方式。在上述实施例的基础上,该方法可以包括如下步骤S501-S503:
S501,确定第一总充电容量与第一总放电容量之间的第一差值。
S502,确定第一差值与第一质量之间的第一比值。
第一比值用表示,则,第一比值用于表征未
补锂电池的阳极极片中单位质量的活性物质在化成阶段消耗的锂的容量。活性物质是石墨
的情况下,第一比值用于表征未补锂电池的阳极极片中单位质量的石墨在化成阶段消耗的
锂的容量。
S503,根据第一比值和第二质量,确定第一容量。
其中,根据第一比值和第二质量,确定第一容量,可以通过如下方式实现:
在一种可能的实现方式中,确定第一比值与第二质量的第一乘积,将第一乘积作为第一容量。
在另一种可能的实现方式中,确定第一比值与第二质量的第一乘积,将第一乘积与预设系数的乘积结果作为第一容量。通过将第一乘积乘以预设系数,可以实现对第一乘积进行修正,以提高得到的第一容量的准确性。示例性的,在未补锂电池的首次充放电过程中的满放阶段包括a3)和b3)步骤的情况下,会影响得到的第一比值的准确性,进而影响第一比值与第二质量的第一乘积的准确性,此种情况下,可以采用该实现方式对第一乘积进行修正,以提高得到的第一容量的准确性。
本申请实施例提供的方法,通过确定第一总充电容量与第一总放电容量之间的第一差值,确定第一差值与第一质量之间的第一比值,进而根据第一比值和第二质量,确定第一容量,提高了得到的第一容量的准确性,进而提高了基于第一容量得到的补锂效率的准确性。
在一个实施例中,目标电池中至少一个电池对应的满放阶段包括第一放电阶段和第二放电阶段;
第一放电阶段是以第一预设放电倍率将至少一个电池放电至第一预设荷电状态,第二放电阶段是以第二预设放电倍率,将已放电至第一预设荷电状态的至少一个电池放电至第二预设荷电状态;第一预设放电倍率大于第二预设放电倍率。
本实施例中,针对目标电池,第一放电阶段指上述a3)和b3)步骤,第二放电阶段指上述的c3)和d3)步骤。
目标电池中至少一个电池对应的满放阶段包括第一放电阶段和第二放电阶段,即一种可能的实现方式是未补锂电池对应的满放阶段包括第一放电阶段和第二放电阶段。另一种可能的实现方式是补锂电池对应的满放阶段包括第一放电阶段和第二放电阶段。又一种可能的实现方式是未补锂电池对应的满放阶段包括第一放电阶段和第二放电阶段,且补锂电池对应的满放阶段包括第一放电阶段和第二放电阶段。
本申请实施例中,目标电池中至少一个电池对应的满放阶段包括第一放电阶段和第二放电阶段,可以实现目标电池中至少一个电池实现去极化的效果,从而提高确定的补锂效率的准确性。
在一个实施例中,如图6所示,图6是本申请实施例提供的一种第二容量确定方法的流程示意图。本实施例中的充电数据包括目标电池在多个充电时间点下的电压和充电容量。本实施例涉及的是如何根据未补锂电池的阳极极片中活性物质的第一质量、补锂电池的阳极极片中活性物质的第二质量、目标电池在充电阶段的充电数据,确定补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量的一种可能的实现方式。在上述实施例的基础上,上述的S402可以包括如下步骤S601-S602:
S601,根据目标电池在充电阶段的充电数据确定多个数据变化量;数据变化量包括两个充电时间点下的电压变化量和充电容量变化量。
充电数据包括目标电池在多个充电时间点下的电压和充电容量,电压可以是目标
电池的阳极相对于参比电极的电压,或者,目标电池的阴极相对于阳极的电压。两个充电时
间点可以是相邻的两个充电时间点,也可以是中间间隔至少一个充电时间点的两个充电时
间点。示例性的,以充电阶段包括6小时为例,6小时内的充电时间点按照充电时间顺序依次
是t1、t2、t3、…、tn,以两个充电时间点包括相邻的两个充电时间点为例,则可以基于t1、t2
两个相邻的充电时间点对应的电压和充电容量,确定一个数据变化量,该数据变化量包括
电压变化量和充电容量变化量,电压变化量等于,充电容量变化量等于。
其中,是t1对应的电压,是t2对应的电压,是t1对应的充电容量,是t2对
应的充电容量。若将两个相邻的充电时间点作为一个充电时间组,则一个充电时间组对应
一个数据变化量,从而可以确定多个充电时间组对应的多个数据变化量。示例性的,可以接
着确定,充电容量变化量等于,是t3对应的电压,是t3对应的充电容
量,以此类推,可以确定多个数据变化量。
以两个充电时间点是中间间隔一个充电时间点的两个充电时间点为例,则可以确
定一个数据变化量,该数据变化量包括的电压变化量等于,充电容量变化量等于。还可以接着确定另一个数据变化量,该数据变化量包括的电压变化量等于,充电容量变化量等于,是t5对应的电压,是t5对应的充电容量,以此
类推,可以确定多个数据变化量。
S602,根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量、第一质量和第二质量,确定第二容量。
其中,一个数据变化量对应的充电容量可以是该数据变化量对应的两个充电容量
中任一个,也可以是基于该数据变化量对应的两个充电容量的平均值。数据变化量对应的
两个充电容量包括该数据变化量对应的两个充电时间点下的充电容量。示例性的,数据变
化量中的电压变化量等于,数据变化量中的充电容量变化量等于的情况
下,可以将作为该数据变化量对应的充电容量,或者将作为该数据变化量对应的充电
容量,或者将和的平均值作为该数据变化量对应的充电容量。
根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量,可以确定目标电池对应的微分曲线。即根据未补锂电池对应的各数据变化量、数据变化量对应的充电容量,可以确定未补锂电池对应的微分曲线。根据补锂电池对应的各数据变化量、数据变化量对应的充电容量,可以确定补锂电池对应的微分曲线。
目标电池对应的微分曲线可以是微分电压曲线,也可以是微分容量曲线。在一种可能的实现方式中,可以确定各数据变化量中电压变化量与充电容量变化量的比值,基于各比值可以确定微分电压曲线,进而第一质量、第二质量和目标电池对应的微分电压曲线,确定第二容量。
在另一种可能的实现方式中,可以确定各数据变化量中充电容量变化量与电压变化量的比值,基于各比值可以确定微分容量曲线。进而根据第一质量、第二质量和目标电池对应的微分容量曲线,确定第二容量。
本申请实施例提供的方法,通过根据目标电池在充电阶段的充电数据确定多个数据变化量,根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量、第一质量和第二质量,确定第二容量,从而为基于第二容量确定补锂效率奠定基础。
在一个实施例中,如图7所示,图7是本申请实施例提供的另一种第二容量确定方法的流程示意图。本实施例涉及的是如何根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量、第一质量和第二质量,确定第二容量的一种可能的实现方式。在上述实施例的基础上,上述的S602可以包括如下步骤S701-S702:
S701,根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量,确定目标电池对应的微分曲线。
根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量,可以确定目标电池对应的微分曲线,微分曲线可以是微分电压曲线,也可以是微分容量曲线。
其中,微分电压曲线如图8所示,图8本申请实施例提供的一种微分电压曲线的示意图。以数据变化量对应的充电容量为横坐标,以电压变化量与充电容量变化量的比值为纵坐标,绘制出如图8示出的微分电压曲线,该比值可以用dV/dQ表示。
S702,根据第一质量、第二质量和目标电池对应的微分曲线,确定第二容量。
可以根据目标电池对应的微分曲线,确定微分曲线上的目标位置,基于目标位置对应的充电容量、第一质量、第二质量确定第二容量。在微分曲线是微分电压曲线的情况下,目标位置是微分电压曲线上的峰。在微分曲线是微分容量曲线的情况下,目标位置是微分容量曲线上的谷。
本实施例中以确定目标电池对应的微分电压曲线上的目标峰为例,目标峰可以是两个峰对应的两个充电容量中较小充电容量对应的峰,也可以是两个峰对应的两个充电容量中较大充电容量对应的峰。以图8示出的微分电压曲线是未补锂电池对应的微分电压曲线,则可以将较小充电容量对应的峰1作为未补锂电池的目标峰,或者,将较大充电容量对应的峰2作为未补锂电池的目标峰。其中,石墨中嵌锂量达到一定程度时,会出现独特的相转变峰,这两个峰的位置和石墨中的锂含量呈现强烈的正相关性。
在未补锂电池对应的微分电压曲线上的目标峰为峰1的情况下,则补锂电池对应的目标峰是补锂电池的微分电压曲线上两个峰对应的两个充电容量中较小充电容量对应的峰。在未补锂电池对应的微分电压曲线上的目标峰为峰2的情况下,则补锂电池对应的目标峰是补锂电池的微分电压曲线上两个峰对应的两个充电容量中较大充电容量对应的峰。
若将目标电池的微分电压曲线上两个峰对应的充电容量中较小充电容量对应的峰记作峰1,将目标电池的微分电压曲线上两个峰对应的充电容量中较大充电容量对应的峰记作峰2,则可以通过下表2示出目标电池的微分电压曲线上目标峰对应的充电容量。即未补锂电池的微分电压曲线上的峰1对应的充电容量用Q1,1表示,未补锂电池的微分电压曲线上的峰2对应的充电容量用Q2,1表示,补锂电池的微分电压曲线上的峰1对应的充电容量用Q1,2表示,未补锂电池的微分电压曲线上的峰2对应的充电容量用Q2,2表示,
表2
在未补锂电池对应的微分电压曲线上的目标峰为峰1的情况下,补锂电池对应的
目标峰是补锂电池的微分电压曲线上两个峰对应的两个充电容量中较小充电容量对应的
峰,即补锂电池对应的目标峰是补锂电池对应的微分电压曲线上的峰1。进而基于目标电池
的峰1对应的充电容量、第一质量、第二质量可以确定第二容量,即基于未补锂电池在充电
阶段出现峰1时对应的充电容量Q1,1、补锂电池在充电阶段出现峰1时对应的充电容量Q1,
2、第一质量、第二质量,确定第二容量。第二容量用表示,则有:
在未补锂电池对应的微分电压曲线上的目标峰为峰2的情况下,补锂电池对应的
目标峰是补锂电池的微分电压曲线上两个峰对应的两个充电容量中较大充电容量对应的
峰,即补锂电池对应的目标峰是补锂电池对应的微分电压曲线上的峰2。进而基于目标电池
的峰2对应的充电容量、第一质量、第二质量可以确定第二容量,即基于未补锂电池在充电
阶段出现峰2时对应的充电容量Q2,1、补锂电池在充电阶段出现峰2时对应的充电容量Q2,
2、第一质量、第二质量,确定第二容量。第二容量用表示,则有:
需要说明的是,在微分曲线是微分容量曲线的情况下,可以目标电池的微分容量曲线上目标谷对应的充电容量,基于目标谷对应的充电容量、第一质量和第二质量确定第二容量。基于目标谷对应的充电容量、第一质量和第二质量确定第二容量的方法与基于目标峰对应的充电容量、第一质量、第二质量,确定第二容量的方法类似,此处不再赘述。
本申请实施例提供的方法,通过根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量,确定目标电池对应的微分曲线,并根据第一质量、第二质量和目标电池对应的微分曲线,确定第二容量,从而为基于第二容量确定补锂效率奠定基础。
在一个实施例中,如图9所示,图9是本申请实施例提供的另一种第二容量确定方法的流程示意图。本实施例中的微分曲线包括微分电压曲线。本实施例涉及的是如何根据第一质量、第二质量和目标电池对应的微分曲线,确定第二容量的一种可能的实现方式。在上述实施例的基础上,上述的S702可以包括如下步骤S901-S904:
S901,根据目标电池对应的微分电压曲线,确定微分电压曲线上的目标峰。
S902,确定未补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰对应的充电容量与第一质量的第二比值。
S903,确定补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰对应的充电容量与第二质量的第三比值。
未补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰和补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰为峰1的情况下,Q1,1除以m1得到第二比值,Q1,2除以m2得到第三比值。
未补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰和补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰为峰2的情况下,Q2,1除以m1得到第二比值,Q2,2除以m2得到第三比值。
S904,根据第二比值、第三比值以及第二质量,确定第二容量。
其中,根据第二比值、第三比值以及第二质量,确定第二容量,可以通过如下方式实现:
在一种可能的实现方式中,确定第二比值与第三比值之间的第二差值;确定第二差值与第二质量的第二乘积,将第二乘积作为第二容量。
在另一种可能的实现方式中,将第二乘积乘以某个预设系数得到的结果作为第二容量。
本申请实施例提供的方法,通过根据第二比值、第三比值以及第二质量,确定第二容量,从而为基于第二容量确定补锂效率奠定基础。
在一个实施例中,目标峰为微分电压曲线上的峰中的任一个。
由于峰1在20%SOC位置附近出现,需要充电6h左右,若以峰2位置进行计算,峰2在57%SOC位置附近出现,则需要至少充电至65%SOC,需要充电13h左右,因此,在目标峰为微分电压曲线上的峰中较小充电容量对应的峰的情况下,可以缩短充电时间。
本申请实施例中,目标峰为微分电压曲线上的峰中的任一个,提高了补锂效率确定的灵活性。
在一个实施例中,目标电池在多个充电时间点下的电压包括目标电池的阳极相对于参比电极的电压,或者,目标电池的阴极相对于阳极的电压。
目标电池在多个充电时间点下的电压包括目标电池的阳极相对于参比电极的电压的情况下,可以降低电化学极化和浓差极化的影响,从而进一步提高确定的补锂效率的准确性。
本申请实施例中,通过将目标电池的阳极相对于参比电极的电压,或者,目标电池的阴极相对于阳极的电压作为多个充电时间点下的电压,从而实现基于电压变化量确定微分曲线,进而基于微分曲线确定补锂效率,提高了确定的补锂效率的准确性。
在一个实施例中,如图10所示,图10是本申请实施例提供的另一种补锂效率确定方法的流程示意图。本实施例涉及的是如何根据第一容量、第二容量、补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量,确定补锂电池的补锂效率的一种可能的实现方式。在上述实施例的基础上,上述的S403可以包括如下步骤S1001-S1003:
S1001,确定第一容量、第二容量和第三容量的求和结果。
将求和结果记为,则有。示例性
的,以图3中示出的补锂电池的首次充放电过程为例,若补锂电池的阳极极片中石墨在化成
阶段消耗的锂的第一容量等于10,补锂电池中石墨在满放阶段结束后剩余的锂的第
二容量等于8,等于95,则=113。
S1002,确定求和结果与补锂电池设计的理论容量之间的第四比值。
补锂电池设计的理论容量记为,则有第四比值等于/
。如图3中的补锂电池设计的理论容量等于95+20,即115,则/
约等于0.983。
S1003,根据第四比值确定补锂电池的补锂效率。
示例性的,补锂效率可以是0.983×100%,即98.3%。
本申请实施例中,通过确定第一容量、第二容量和第三容量的求和结果,确定求和结果与补锂电池设计的理论容量之间的第四比值,并根据第四比值确定补锂电池的补锂效率,从而提高了确定的补锂效率的准确性。
如图11所示,图11是本申请实施例提供的又一种补锂效率确定方法的流程示意图。该方法可以包括如下步骤S1101-S1112。
S1101,确定第一总充电容量与第一总放电容量之间的第一差值。
S1102,确定第一差值与第一质量之间的第一比值。S1103,根据第一比值和第二质量,确定第一容量。
S1104,根据目标电池在充电阶段的充电数据确定多个数据变化量。
S1105,根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量,确定目标电池对应的微分电压曲线。
S1106,根据目标电池对应的微分电压曲线,确定微分电压曲线上的目标峰。
S1107,确定未补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰对应的充电容量与第一质量的第二比值。
S1108,确定补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰对应的充电容量与第二质量的第三比值。
S1109,根据第二比值、第三比值以及第二质量,确定第二容量。
S1110,确定第一容量、第二容量和第三容量的求和结果。
S1111,确定求和结果与补锂电池设计的理论容量之间的第四比值。
S1112,根据第四比值确定补锂电池的补锂效率。
应该理解的是,虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的补锂效率确定方法的补锂效率确定装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个补锂效率确定装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于补锂效率确定方法的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,如图12所示,图12是本申请实施例提供的一种补锂效率确定装置的结构框图,该装置1200包括:
获取模块1201,用于获取补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量;
第一确定模块1202,用于根据未补锂电池的阳极极片中活性物质的第一质量、补锂电池的阳极极片中活性物质的第二质量、目标电池在充电阶段的充电数据,确定补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量;目标电池包括补锂电池和未补锂电池,充电阶段为依次执行化成阶段、满充阶段、满放阶段后的阶段;
第二确定模块1203,用于根据第一容量、第二容量、补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量,确定补锂电池的补锂效率。
在其中一个实施例中,获取模块1201,具体用于根据第一质量、第二质量、未补锂电池在化成阶段和满充阶段的第一总充电容量、未补锂电池在满放阶段的第一总放电容量,确定第一容量。
在其中一个实施例中,获取模块1201,具体用于确定第一总充电容量与第一总放电容量之间的第一差值;确定第一差值与第一质量之间的第一比值;根据第一比值和第二质量,确定第一容量。
在其中一个实施例中,目标电池中至少一个电池对应的满放阶段包括第一放电阶段和第二放电阶段;第一放电阶段是以第一预设放电倍率将至少一个电池放电至第一预设荷电状态,第二放电阶段是以第二预设放电倍率,将已放电至第一预设荷电状态的至少一个电池放电至第二预设荷电状态;第一预设放电倍率大于第二预设放电倍率。
在其中一个实施例中,充电数据包括目标电池在多个充电时间点下的电压和充电容量;如图13所示,图13是本申请实施例提供的一种第一确定模块的结构框图。第一确定模块1202,包括:
第一确定单元1301,用于根据目标电池在充电阶段的充电数据确定多个数据变化量;数据变化量包括两个充电时间点下的电压变化量和充电容量变化量;
第二确定单元1302,用于根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量、第一质量和第二质量,确定第二容量。
在其中一个实施例中,如图14所示,图14是本申请实施例提供的一种第二确定单元的结构框图。第二确定单元1302,包括:
第一确定子单元1401,用于根据各数据变化量、数据变化量对应的充电容量,确定目标电池对应的微分曲线;
第二确定子单元1402,用于根据第一质量、第二质量和目标电池对应的微分曲线,确定第二容量。
在其中一个实施例中,微分曲线包括微分电压曲线;第二确定子单元1402,具体用于根据目标电池对应的微分电压曲线,确定微分电压曲线上的目标峰;确定未补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰对应的充电容量与第一质量的第二比值;确定补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰对应的充电容量与第二质量的第三比值;根据第二比值、第三比值以及第二质量,确定第二容量。
在其中一个实施例中,目标峰为微分电压曲线上的峰中的任一个。
在其中一个实施例中,目标电池在多个充电时间点下的电压包括目标电池的阳极相对于参比电极的电压,或者,目标电池的阴极相对于阳极的电压。
在其中一个实施例中,第二确定单元1203,具体用于确定第一容量、第二容量和第三容量的求和结果;确定求和结果与补锂电池设计的理论容量之间的第四比值;根据第四比值确定补锂电池的补锂效率。
上述补锂效率确定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例提供的补锂效率确定方法的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例提供的补锂效率确定方法的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例提供的补锂效率确定方法的步骤。
需要说明的是,本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory,FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory,PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory,DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。
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。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (14)
1.一种补锂效率确定方法,其特征在于,所述方法包括:
获取补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量;
根据未补锂电池的阳极极片中活性物质的第一质量、所述补锂电池的阳极极片中活性物质的第二质量、目标电池在充电阶段的充电数据,确定所述补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量;所述目标电池包括所述补锂电池和所述未补锂电池,所述充电阶段为依次执行化成阶段、满充阶段、满放阶段后的阶段;
根据所述第一容量、所述第二容量、所述补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量,确定所述补锂电池的补锂效率。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量,包括:
根据所述第一质量、所述第二质量、所述未补锂电池在化成阶段和满充阶段的第一总充电容量、所述未补锂电池在满放阶段的第一总放电容量,确定所述第一容量。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一质量、所述第二质量、所述未补锂电池在化成阶段和满充阶段的第一总充电容量、所述未补锂电池在满放阶段的第一总放电容量,确定所述第一容量,包括:
确定所述第一总充电容量与所述第一总放电容量之间的第一差值;
确定所述第一差值与所述第一质量之间的第一比值;
根据所述第一比值和所述第二质量,确定所述第一容量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述目标电池中至少一个电池对应的满放阶段包括第一放电阶段和第二放电阶段;
所述第一放电阶段是以第一预设放电倍率将所述至少一个电池放电至第一预设荷电状态,所述第二放电阶段是以第二预设放电倍率,将已放电至所述第一预设荷电状态的所述至少一个电池放电至第二预设荷电状态;所述第一预设放电倍率大于所述第二预设放电倍率。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述充电数据包括所述目标电池在多个充电时间点下的电压和充电容量;
所述根据未补锂电池的阳极极片中活性物质的第一质量、所述补锂电池的阳极极片中活性物质的第二质量、目标电池在充电阶段的充电数据,确定所述补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量,包括:
根据所述目标电池在充电阶段的充电数据确定多个数据变化量;所述数据变化量包括两个所述充电时间点下的电压变化量和充电容量变化量;
根据各所述数据变化量、所述数据变化量对应的充电容量、所述第一质量和所述第二质量,确定所述第二容量。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据各所述数据变化量、所述数据变化量对应的充电容量、所述第一质量和所述第二质量,确定所述第二容量,包括:
根据各所述数据变化量、所述数据变化量对应的充电容量,确定所述目标电池对应的微分曲线;
根据所述第一质量、所述第二质量和所述目标电池对应的微分曲线,确定所述第二容量。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述微分曲线包括微分电压曲线;所述根据所述第一质量、所述第二质量和所述目标电池对应的微分曲线,确定所述第二容量,包括:
根据所述目标电池对应的微分电压曲线,确定所述微分电压曲线上的目标峰;
确定所述未补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰对应的充电容量与所述第一质量的第二比值;
确定所述补锂电池对应的微分电压曲线上目标峰对应的充电容量与所述第二质量的第三比值;
根据所述第二比值、所述第三比值以及所述第二质量,确定所述第二容量。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述目标峰为所述微分电压曲线上的峰中的任一个。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述目标电池在多个充电时间点下的电压包括所述目标电池的阳极相对于参比电极的电压,或者,所述目标电池的阴极相对于阳极的电压。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一容量、所述第二容量、所述补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量,确定所述补锂电池的补锂效率,包括:
确定所述第一容量、所述第二容量和所述第三容量的求和结果;
确定所述求和结果与所述补锂电池设计的理论容量之间的第四比值;
根据所述第四比值确定所述补锂电池的补锂效率。
11.一种补锂效率确定装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取补锂电池的阳极极片中活性物质在化成阶段消耗的锂的第一容量;
第一确定模块,用于根据未补锂电池的阳极极片中活性物质的第一质量、所述补锂电池的阳极极片中活性物质的第二质量、目标电池在充电阶段的充电数据,确定所述补锂电池的阳极极片中活性物质在满放阶段结束后剩余的锂的第二容量;所述目标电池包括所述补锂电池和所述未补锂电池,所述充电阶段为依次执行化成阶段、满充阶段、满放阶段后的阶段;
第二确定模块,用于根据所述第一容量、所述第二容量、所述补锂电池在满放阶段释放的锂的第三容量,确定所述补锂电池的补锂效率。
12.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
14.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
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