锂离子电池析锂的检测方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010878157.X
(22)申请日 2020.08.27
(71)申请人 广州汽车集团股份有限公司
地址 510030 广东省广州市越秀区东风中
路448-458号成悦大厦23楼
(72)发明人 史刘嵘　
(74)专利代理机构 深圳众鼎专利商标代理事务
所(普通合伙) 44325
代理人 谭果林
(51)Int.Cl.
G01R 31/392(2019.01)
G01R 31/382(2019.01)
(54)发明名称锂离子电池析锂的检测方法(57)摘要本发明公开了一种锂离子电池析锂的检测方法，应用于锂离子电池测试领域，用于解决目前对锂离子电池的析锂检测存在安全隐患高且测试过程复杂的技术问题。

本发明提供的锂离子电池析锂的检测方法包括：在不同的温度下对锂离子电池分别进行充放电测试；采集该锂离子电池的初始电池容量；分别采集该锂离子电池在各温度下进行该充放电测试后对应的电池容量；根据该初始电池容量和与该温度对应的电池容量，计算与各温度对应的该锂离子电池的容量保持率；当该容量保持率与对应的温度正相关时，判断该锂离子电池无析锂，否则，判断该锂离子电
池析锂。

权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 112098875 A 2020.12.18
C N 112098875
A
1.一种锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，包括：
在不同的温度下对锂离子电池分别进行充放电测试；
采集所述锂离子电池的初始电池容量；
分别采集所述锂离子电池在各温度下进行所述充放电测试后对应的电池容量；
根据所述初始电池容量和与所述温度对应的电池容量，计算与各温度对应的所述锂离子电池的容量保持率；
当所述容量保持率与对应的温度正相关时，判断所述锂离子电池无析锂，否则，判断所述锂离子电池析锂。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，在所述计算与各温度对应的所述锂离子电池的容量保持率的步骤之后，所述方法还包括：
根据所述温度与所述容量保持率的对应关系，绘制所述容量保持率对温度的变化曲线；
根据所述变化曲线判断所述容量保持率与对应的温度是否正相关。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，在各所述温度下对所述锂离子电池进行充放电测试的测试条件相同。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，所述测试条件包括在各温度下对所述锂离子电池进行充放电测试的循环次数。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，所述循环次数为1～1000次中的其中一种。

6.根据权利要求3所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，所述测试条件包括在各温度下对所述锂离子电池进行充放电测试的充放电电流倍率。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，所述充放电电流倍率为0.01C～2C中的其中一种。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，各所述温度的取值范围为-10℃～100℃。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，取值相邻的温度之间的温差相同。

10.根据权利要求1至9任一项所述的锂离子电池析锂的检测方法，其特征在于，将所述电池容量除以所述初始电池容量的商值作为对应温度下的所述容量保持率。

权　利　要　求　书1/1页CN 112098875 A
锂离子电池析锂的检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及锂离子电池测试领域，尤其涉及一种锂离子电池析锂的检测方法。

背景技术
[0002]随着电动汽车的发展，锂离子电池的寿命和安全问题逐渐受到关注。

商用动力锂离子电池中，通常选用石墨、硅等材料作为负极，由于其嵌锂电位与锂金属的沉积电位十分接近，因此，在锂离子电池充电过程中，负极析锂现象往往伴随着锂离子嵌入反应同时发生。

负极析锂，一方面使得活性锂的损失大大增加，造成锂离子电池容量的不可逆衰减，导致电池寿命缩短，另一方面，锂析出产生枝晶，会造成隔膜刺穿，增加电池内短路风险，同时大面积活性锂的存在会使得锂离子电池热失控的发生更为容易，后果更为严重。

综上，负极析锂不仅会缩短锂离子的使用寿命，而且，会大大降低锂离子电池的安全性。

因此，开发锂离子电池的析锂检测技术，对于预测锂离子电池寿命，降低锂离子电池安全隐患十分必要。

[0003]目前，电池拆解为常用的析锂检测方法，该方法检测结果至关可靠，但会对电池造成不可逆损害，同时拆解过程对环境要求很高，存在安全隐患。

也有人提出通过对待测电池进行恒流充电，然后对电池进行间歇性电化学激励，分析电池电压变化与时间的关系，如果电化学激励前后，待测锂离子电池电压的差值的变化率发生跃迁现象，则说明所述锂离子电池出现析锂过程。

还有人利用交流阻抗测试来进行无损析锂检测的方法，具体为根据电化学激励过程中锂离子电池交流阻抗随时间的变化情况来判断电池内部是否析锂，当交流阻抗出现随时间阶跃的现象，说明在充电过程中所述待测锂离子电池出现析锂。

[0004]但是目前这种检测锂离子电池是否析锂的方法通常需要增加非常规的电池充放电过程，例如间歇性电化学激励，交流阻抗的测试等，这些操作与电池正常使用的充放电制度往往不一致，在测试过程中需要对电池增加额外的处理工序，加大了测试的复杂性。

发明内容
[0005]本发明实施例提供一种锂离子电池析锂的检测方法，以解决目前对锂离子电池的析锂检测存在安全隐患高且测试过程复杂的技术问题。

[0006]本发明提供的锂离子电池析锂的检测方法，包括：
[0007]在不同的温度下对锂离子电池分别进行充放电测试；
[0008]采集该锂离子电池的初始电池容量；
[0009]分别采集该锂离子电池在各温度下进行该充放电测试后对应的电池容量；[0010]根据该初始电池容量和与该温度对应的电池容量，计算与各温度对应的该锂离子电池的容量保持率；
[0011]当该容量保持率与对应的温度正相关时，判断该锂离子电池无析锂，否则，判断该锂离子电池析锂。

[0012]进一步地，在该计算与各温度对应的该锂离子电池的容量保持率的步骤之后，该方法还包括：
[0013]根据该温度与该容量保持率的对应关系，绘制该容量保持率对温度的变化曲线；[0014]根据该变化曲线判断该容量保持率与对应的温度是否正相关。

[0015]进一步地，在各该温度下对该锂离子电池进行充放电测试的测试条件相同。

[0016]进一步地，该测试条件包括在各温度下对该锂离子电池进行充放电测试的循环次数。

[0017]进一步地，该循环次数为1～1000次中的其中一种。

[0018]进一步地，该测试条件包括在各温度下对该锂离子电池进行充放电测试的充放电电流倍率。

[0019]进一步地，该充放电电流倍率为0.01C～2C中的其中一种。

[0020]进一步地，各该温度的取值范围为-10℃～100℃。

[0021]进一步地，取值相邻的温度之间的温差相同。

[0022]进一步地，将该电池容量除以该初始电池容量的商值作为对应温度下的该容量保持率。

[0023]本发明提出的锂离子电池析锂的检测方法，首先对锂离子电池在不同的温度下分别进行充放电测试，采集该锂离子电池的初始电池容量和该锂离子电池在各温度下进行该充放电测试后对应的电池容量，然后根据该初始电池容量和与该温度对应的电池容量，计算与各温度对应的该锂离子电池的容量保持率，根据该容量保持率与对应的温度的相关性判断该锂离子电池是否出现析锂现象。

本发明提出的锂离子电池析锂的检测方法符合锂离子电池正常使用时的充放电制度，因此基于本发明提出的锂离子电池析锂的检测方法对锂离子电池进行检测的结果更加准确，且整个检测过程无需对电池进行拆解，使得检测过程安全可靠，不会对环境造成污染，无需对待检测的电池增加非常规的电池充放电检测条件，简化了锂离子电池析锂检测的过程。

附图说明
[0024]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0025]图1是本发明一实施例中锂离子电池析锂的检测方法的一流程图；
[0026]图2是本发明另一实施例中锂离子电池析锂的检测方法的一流程图；
[0027]图3是本发明一实施例中容量保持率与对应的温度呈正相关的变化曲线示意图。

具体实施方式
[0028]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作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。

[0029]在一实施例中，如图1所示，提供一种锂离子电池析锂的检测方法，旨在简化现有检测方法的复杂性，采用与锂离子电池正常使用相同的充放电操作，采集不同温度下的锂
离子电池充放电容量数据，处理得到特定循环周期后容量保持率随温度的变化曲线，评估锂离子电池是否发生析锂。

该锂离子电池析锂的检测方法包括如下步骤S101至S105。

[0030]S101、在不同的温度下对锂离子电池分别进行充放电测试。

[0031]作为可选地，在各温度下对该锂离子电池进行充放电测试的测试条件相同。

其中，该测试条件包括但不限于在各温度下对该锂离子电池进行充放电测试的循环次数、在各温度下对该锂离子电池进行充放电测试的充放电电流倍率。

[0032]其中，该循环次数为1～1000次中的其中一种。

优选地，循环次数可选择50次、100次、150次、200次、300次、500次中的其中一种。

[0033]进一步地，该充放电电流倍率为0.01C～2C中的其中一种。

优选地，作为测试的充放电电流倍率可以选用0.33C或1C。

[0034]进一步地，各该温度的取值范围为-10℃～100℃。

作为可选地，取值相邻的温度之间的温差相同。

可设置5℃、15℃、25℃、35℃、45℃、55℃作为测试温度，作为优选地，可以选择25℃左右的常温温度作为测试温度。

[0035]S102、采集该锂离子电池的初始电池容量。

[0036]其中，可以将该锂离子电池在进行充放电测试之前的电池容量作为该初始电池容量，也可以将该锂离子电池进行首次充放电测试后采集的电池容量作为该初始电池容量。

[0037]S103、分别采集该锂离子电池在各温度下进行该充放电测试后对应的电池容量。

[0038]作为可选地，可以选用现有的电池容量测试仪对该锂离子电池的电池容量进行采集。

[0039]S104、根据该初始电池容量和与该温度对应的电池容量，计算与各温度对应的该锂离子电池的容量保持率。

[0040]作为可选地，将该电池容量除以该初始电池容量的商值作为对应温度下的容量保持率。

[0041]S105、当该容量保持率与对应的温度正相关时，判断该锂离子电池的电芯无析锂，否则，判断该锂离子电池的电芯析锂。

[0042]本实施例提出的锂离子电池析锂的检测方法，首先对锂离子电池在不同的温度下分别进行充放电测试，采集该锂离子电池的初始电池容量和该锂离子电池在各温度下进行该充放电测试后对应的电池容量，然后根据该初始电池容量和与该温度对应的电池容量，计算与各温度对应的该锂离子电池的容量保持率，根据该容量保持率与对应的温度的相关性判断该锂离子电池是否出现析锂现象。

本发明提出的锂离子电池析锂的检测方法符合锂离子电池正常使用时的充放电制度，因此基于本发明提出的锂离子电池析锂的检测方法对锂离子电池进行检测的结果更加准确，且整个检测过程无需对电池进行拆解，使得检测过程安全可靠，不会对环境造成污染，无需对待检测的电池增加非常规的电池充放电检测条件，简化了锂离子电池析锂检测的过程，对于锂离子电池析锂的无损检测方法，检测过程简单可行，判定方法直接有效，可广泛用于不同型号、不同体系的锂离子电池析锂的无损检测。

[0043]图2是本发明另一实施例中锂离子电池析锂的检测方法的一流程图，根据本发明另一实施例提出的锂离子电池析锂的检测方法如图2所示，如图2所示，本实施例提供的锂离子电池析锂的检测方法在包括上述步骤S101至S104的基础上，具体包括以下步骤S201至
S204。

[0044]S201、根据该温度与该容量保持率的对应关系，绘制该容量保持率对温度的变化曲线；
[0045]S202、根据该变化曲线判断该容量保持率与对应的温度是否正相关，若是，则跳转至步骤S203，否则，跳转至步骤S204；
[0046]S203、判断该锂离子电池无析锂；
[0047]S204、判断该锂离子电池析锂。

[0048]其中，该锂离子电池的容量保持率随着温度的升高而升高表示该容量保持率与对应的温度正相关，图3是本发明一实施例中容量保持率与对应的温度呈正相关的变化曲线示意图，本实施例中容量保持率与对应的温度正相关的变化曲线示意图如图3所示，图3中T 表示温度，S表示对应温度下该锂离子电池的容量保持率。

[0049]从该容量保持率对温度的变化曲线中，可以看出该锂离子电池的容量保持率的斜率最大时对应的温度表示为该锂离子电池最佳的充放电温度，通过该容量保持率对温度的变化曲线能够直观的得出锂离子电池适宜的充电条件，为锂离子电池的快速充电参数提供依据。

[0050]本实施例提出的锂离子电池析锂的检测方法增加了绘制容量保持率对温度的变化曲线的方案，根据该变化曲线判断该容量保持率与对应的温度是否正相关使得判断结果更加直观。

[0051]应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

[0052]本实施例通过无损方法对锂离子电池的析锂情况进行检测，检测方法简单易行，检测结果准确客观。

本实施例提出的锂离子电池析锂的检测方法通过采集不同温度下锂离子电池的循环稳定性数据，进行析锂检测，检测方式与电池正常工作时的充放电操作重合，相比本领域已有方法，不需要对电池进行额外电化学处理，适应性强，对不同型号的锂离子电池均有准确的测试结果。

[0053]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

[0054]以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

图1
图2
图3。