一种锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法与流程

1.本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法。


背景技术：

2.锂离子电池由于具有能量密度高、质量轻、无记忆效应、绿色环保和使用寿命长等优点，被广泛应用于动力、储能、数码等领域，具有广阔的应用前景。在锂离子电池的有些应用领域或应用场景中，需要满足低温充电不析锂，在这类的锂离子电池的研发过程中，我们判断低温充电是否析锂的主要方法是：低温充电结束后，在湿度合适的环境下，对电池进行拆解，观察负极片表面是否析锂。上述这种判断低温充电是否析锂的方法，需要对电池进行拆解，比较麻烦，而且拆解电池对电池来说属于破坏性的。
3.综上所述，有必要开发一种锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法，具体包括如下步骤：（1）取新鲜合格的锂离子电池，先常温下对电池放空电，然后进行低温充电，充电完成后对电池设置静置过程，使电池低温充电结束后达到充分的静置；（2）对电池静置过程的电压v和时间t的原始数据进行微分处理，做成dv/dt-t曲线；（3）观察dv/dt-t曲线是否有峰值，若没有，则判断不析锂；若有，则判断析锂；优选的，步骤（1）中所述新鲜合格的电池为未进行任何测试且制备过程无任何异常的电池。
5.优选的，步骤（1）中的低温充电后的静置时间为1h-6h。
6.优选的，步骤（1）中所述低温充电的充电方式为恒流充电、恒功率充电、恒压充电、恒流恒压充电的一种或几种。
7.优选的，步骤（1）中所述低温充电的充电soc是0-100%soc中任意数值。
8.优选的，步骤（1）中所述常温下对电池放空电具体为：放电的电流为1c，放电的截止电压为2.0v。
9.与现有技术相比，本发明的优点在于：现有的判断低温充电析锂的方法，需要对电池进行拆解观察，本发明的判断方法，简单方便，无需拆解电池，避免了对电池进行不可逆的破坏。具体为：锂电池低温充电中当负极电位小于0v时，发生析锂，一部分是死锂，一部分是可逆锂，充电结束后静置阶段，负极电位大于0v，可逆锂溶解于电解液中，并开始重新嵌入石墨，在dv/dt-t曲线中形成特征峰，从而来判断是否析锂。
附图说明
10.图1为本发明实施例中锂离子电池低温充电后常温静置过程的dv/dt-t曲线。
具体实施方式
11.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
12.本实施例的锂离子电池采用的是量产的50ah磷酸铁锂锂离子电池实施例1一种锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法，包括如下步骤：（1）取2只新鲜合格的量产50ah电池，分别记为c1和c2，先将c1和c2常温下1c放电至2.0v，然后在-10℃的环境下，对c1进行0.1c恒流充电0.5h，对c2进行1c恒流恒压充电至3.65v，截止电流0.05c，c1和c2低温充电结束后，常温下对2只电池设置静置过程，静置过程的时间设为3h。
13.（2）对2只电池c1和c2静置过程的电压v和时间t的原始数据分别进行微分处理，做成dv/dt-t曲线；（3）通过观察dv/dt-t曲线，发现c1电池的曲线没有峰，c2电池的曲线有峰，故判断c1不析锂，c2析锂；（4）在温度25℃，相对湿度≤1%环境下，对电池进行拆解，观察c1电池、c2电池的负极片表面是否析锂，发现c1电池负极片表面没有析锂，c2电池负极片表面析锂，说明通过观察dv/dt-t曲线来判断电池负极析锂是可行的。
14.其中，2只电池的原材料、产品设计、生产工艺、生产设备、化成工艺均一致。
15.dv/dt-t曲线由以下方法绘制：收集电池低温充电后静置过程的电压v和时间t的原始数据，进而绘制所述dv/dt-t曲线。具体绘制过程如下 ：(1)准备工作：将时间t和电压v数据导入到origin中，其中时间t为x轴，电压v为y轴；(2)数据处理：然后选中时间和电压两列数据，对其进行精简：打开analysis
→
mathematics
→
interpolate/extrapolate，出现对话框，number of points这一项选择点的数量(一般不超过所有数据数的五分之一)，然后ok，在工作表的最后一栏得到精简数据；然后对精简数据进行一次微分：analysis
→
mathematics
→
differentiate，出现对话框，derivative order这一项选择1，然后ok，工作表的最后一栏出现dv/dt-t的数据；(3)作图：以时间为横坐标，dv/dt为纵坐标，即得到dv/dt-t曲线。
16.实施例2一种锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法，包括如下步骤：（1）取2只新鲜合格的量产50ah电池，分别记为c1和c3，先将c1和c3常温下1c放电至2.0v，然后在-10℃的环境下，对c1进行0.1c恒流充电0.5h，对c3进行2c恒流恒压充电至3.65v，截止电流0.05c，c1和c3低温充电结束后，常温下对2只电池设置静置过程，静置过程的时间设为3h。
17.（2）对2只电池c1和c3静置过程的电压v和时间t的原始数据分别进行微分处理，做成dv/dt-t曲线；（3）通过观察dv/dt-t曲线，发现c1电池的曲线没有峰，c3电池的曲线有峰，故判断c1不析锂，c3析锂；
（4）在温度25℃，相对湿度≤1%环境下，对电池进行拆解，观察c1电池、c3电池的负极片表面是否析锂，发现c1电池负极片表面没有析锂，c3电池负极片表面析锂，说明通过观察dv/dt-t曲线来判断电池负极析锂是可行的。
18.其中，2只电池的原材料、产品设计、生产工艺、生产设备、化成工艺均一致。
19.dv/dt-t曲线由以下方法绘制：收集电池低温充电后静置过程的电压v和时间t的原始数据，进而绘制所述dv/dt-t曲线。具体绘制过程如下 ：(1)准备工作：将时间t和电压v数据导入到origin中，其中时间t为x轴，电压v为y轴；(2)数据处理：然后选中时间和电压两列数据，对其进行精简：打开analysis
→
mathematics
→
interpolate/extrapolate，出现对话框，number of points这一项选择点的数量(一般不超过所有数据数的五分之一)，然后ok，在工作表的最后一栏得到精简数据；然后对精简数据进行一次微分：analysis
→
mathematics
→
differentiate，出现对话框，derivative order这一项选择1，然后ok，工作表的最后一栏出现dv/dt-t的数据；(3)作图：以时间为横坐标，dv/dt为纵坐标，即得到dv/dt-t曲线。
20.除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。


技术特征：
1.一种锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）取新鲜合格的锂离子电池，先常温下对电池放空电，然后进行低温充电，充电完成后对电池设置静置过程，使电池低温充电结束后达到充分的静置；（2）对电池静置过程的电压v和时间t的原始数据进行微分处理，做成dv/dt-t曲线；（3）观察dv/dt-t曲线是否有峰值，若没有，则判断不析锂；若有，则判断析锂。2.根据权利要求1所述的锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法，其特征在于：步骤（1）中所述新鲜合格的电池为未进行任何测试且制备过程无任何异常的电池。3.根据权利要求1所述的锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法，其特征在于：步骤（1）中的低温充电后的静置时间为1h-6h。4.根据权利要求1所述的锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法，其特征在于：步骤（1）中所述低温充电的充电方式为恒流充电、恒功率充电、恒压充电、恒流恒压充电的一种或几种。5.根据权利要求1所述的锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法，其特征在于：步骤（1）中所述低温充电的充电soc是0-100%soc中任意数值。6.根据权利要求1所述的锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法，其特征在于：步骤（1）中所述常温下对电池放空电具体为：放电的电流为1c，放电的截止电压为2.0v。

技术总结
本发明涉及一种锂离子电池低温充电析锂的无损判断方法，具体为：取新鲜合格的放空电的锂离子电池，进行低温充电，充电结束后进行充分静置，对静置过程的电压和时间的原始数据进行微分处理，得到dV/dt-t曲线，通过观察dV/dt-t曲线是否有峰值来判断是否析锂。本发明判断析锂的方法，简单方便，无需拆解电池，避免对电池造成破坏。电池造成破坏。电池造成破坏。


技术研发人员：居正伟 葛科 王化胜 蒋倩
受保护的技术使用者：江苏海基新能源股份有限公司
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2022/6/17