电芯含水量检测方法及检测设备与流程

本发明涉及动力电池检测，特别涉及一种电芯含水量检测方法。本发明还涉及一种用于检测电芯含水量的设备。

背景技术：

1、锂离子电池具有工作电压高、容量高、自放电小、循环寿命长、无记忆效应以及无环境污染等显著优点，是目前最具实用价值的移动电子设备电源及电动汽车动力电池。目前限制锂离子电池大面积推广应用的主要是锂电池的循环性能、安全性能以及电芯制造成本等。而在电芯生产过程中，水分作为一种痕量组分对于电芯的循环性能、安全性有重大影响。

2、电芯中的少量水份会参与电芯预充电过程中sei膜的形成过程，但是水分超标的话水会和电解液中的锂盐发生反应产生hf，h+会破坏sei膜，导致电芯产气严重，从而电芯鼓胀变形，对锂离子电池的结构有较大的破坏性，造成电池容量衰减。尤其是随着充放电过程的进行，hf含量越高的电池衰减越快。

3、此外水分超标会造成电极表面生成不溶吸附物较多，导致电池的接触电阻增大，影响磷酸铁锂电池的电化学性能。因此，必须严格控制电池制作过程中环境的湿度、电芯水分以及电解液的含水量。综上，如何快速准确且对电芯不造成损伤的检测电芯水分是否合格显得尤为重要，避免制造过程中批量电芯水分不良报废造成浪费和增加制造成本。

4、目前，各个电芯厂家对于电池水分的检测主要为干电芯烘烤后将干电芯破壳后取出极组，取正负极片和隔膜，采用卡尔费休测试水分。该方法测试的缺点是：①水分测试时为抽样检测，非100％全检，电芯在注液等后工序中也有可能会引入水分，存在很大的漏杀风险。②由于人员操作手法和设备波动问题会导致较大测试误差。③该方法为有损测试，导致电芯报废，造成浪费和制造成本增加。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种电芯的水分检测方法，以提高电芯检测的便利性，并利于降低检测成本，同时具有较高的检测精度。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种电芯含水量检测方法，包括以下步骤：

4、s1、将电芯连接充放电进行化成，并采集所述电芯在化成过程中的电压和容量；

5、s2、将采集到的所述电压和所述容量按照dq/dv公式进行转换，得到以电压为横坐标，以dq/dv为纵坐标绘制的容量微分曲线；

6、其中，dq/dv的计算公式为：dq/dv＝(qn+1-qn)/(vn+1-vn)；

7、s3、查看所述容量微分曲线，当预设电压处的所述容量微分曲线具有反应峰，且所述反应峰的峰值大于所述预设电压处含水量合格电芯对应的反应峰时，说明所述电芯的含水量超标。

8、进一步的，所述预设电压u预设的范围为2v≤u预设≤2.2v。

9、进一步的，所述预设电压u预设为2.1v。

10、进一步的，所述预设电压处含水量合格的电芯对应反应峰的峰值不超过10。

11、进一步的，还包括当所述电芯的含水量超标时，发出报警信息。

12、相对于现有技术，本发明具有以下优势：

13、本发明所述的电芯含水量检测方法，通过在电芯充放电过程中实时采集电压和容量并绘制的容量微分曲线，当预设电压处的容量微分曲线具有反应峰，且反应峰的峰值大于预设电压处含水量合格电芯对应的反应峰时，即可判断出电芯的含水量超标，整个检测过程基于电芯充放电设备，不增加额外投入的同时也可实现所有电芯水分的监控，从而大幅度减少制造过程中电芯水分超标的风险，此外检测方法也不存在带入水分的风险，进而利于提高检测精度。

14、此外，预设电压u预设的范围为2v≤u预设≤2.2v，属于水分含量超标时易于出现反应峰的电位。预设电压u预设为2.1v时水含量超标的电芯对应容量微分曲线上的反应峰明显，从而利于提高检测精度。含水量合格的电芯对应反应峰的峰值不超过10，能够作为判断电芯含水量是否超标的依据。通过在电芯的含水量超标时发出报警信息，利于提醒工作人员及时对不合格的电芯进行处理。

15、本发明的另一目的在于提出一种电芯含水量检测设备，包括控制模块，分别与所述控制模块电连接的充放电模块、采集模块以及显示模块；

16、所述充放电模块用于对所述电芯进行充放电；

17、所述采集模块用于采集充放电过程中所述电芯的电压和容量，并发送至所述控制模块；

18、所述控制模块将所述电压和所述容量按照dq/dv＝(qn+1-qn)/(vn+1-vn)进行转换，并通过所述显示模块显示以电压为横坐标，以dq/dv为纵坐标绘制的容量微分曲线；

19、当所述控制模块检测到预设电压处的所述容量微分曲线具有反应峰，且所述反应峰的峰值大于预设峰值时，能够输出所述电芯含水量超标的信息。

20、进一步的，还包括与所述控制模块电连接的报警模块，所述报警模块用于在所述电芯的含水量超标时发出报警信息。

21、进一步的，所述报警信息包括报警声和/或报警灯。

22、相对于现有技术，本发明具有以下优势：

23、本发明所述的电芯含水量检测设备，通过在充放电模块对电芯充放电的过程中，采集模块采集电芯的电压和容量，并发送至控制模块得到容量微分曲线，控制模块检测到预设电压处的容量微分曲线具有反应峰，且反应峰的峰值大于预设峰值时，能够输出电芯含水量超标的信息，不仅检测成本低，而且检测过程中不会引入水，从而利于提高检测精度。

24、此外，通过报警模块在电芯的含水量超标时发出报警信息，利于提示工作人员对不合格的电芯进行处理。报警声和报警灯的结构简单，便于实施，且报警效果好。

技术特征：

1.一种电芯含水量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电芯含水量检测方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的电芯含水量检测方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的电芯含水量检测方法，其特征在于：

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电芯含水量检测方法，其特征在于：

6.一种电芯含水量检测设备，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的电芯含水量检测设备，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的电芯含水量检测设备，其特征在于：

技术总结
本发明提供了一种电芯含水量检测方法及检测设备，电芯含水量检测方法包括以下步骤：S1、将电芯连接充放电进行化成，并采集电芯在化成过程中的电压和容量；S2、将采集到的电压和所述容量按照dQ/dV公式进行转换，得到以电压为横坐标，以dQ/dV为纵坐标绘制的容量微分曲线；其中，dQ/dV的计算公式为：dQ/dV＝(Q<subgt;n+1</subgt;‑Q<subgt;n</subgt;)/(V<subgt;n+1</subgt;‑V<subgt;n</subgt;)；S3、当预设电压处的容量微分曲线具有反应峰，且反应峰的峰值大于预设电压处含水量合格电芯对应的反应峰时，说明电芯的含水量超标。本发明所述的电芯含水量检测方法，整个检测过程基于电芯充放电设备，不仅利于降低检测成本，而且不会引入水，从而利于提高检测精度。

技术研发人员：韩瑶,王明,郭靖亮,冯旭东
受保护的技术使用者：蜂巢能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15