一种锂离子电池安全性的检测方法技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池安全性的检测方法，该方法通过采集待测的锂离子电池组件的检测参数，分别计算各个检测参数的权重，并将各个检测参数与其对应的权重相乘后累计加和，得到初期评测指数后，归一化初期评测指数，得到锂离子电池组件的安全性评测指数并进行安全性等级划分及评价。本发明专利技术提供的检测方法精细且完善；并首次提出了以电池组件燃烧后的严重程度为判断标准来进行电池安全性的检测，从而有效且可靠的实现了针对不同的类型、体系及规格的锂离子电池的检测；对于锂离子电池制造企业、终端用户均具有一定的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二次电池储能技术检测领域，具体讲涉及一种锂离子电池安全性的检测方法。
技术介绍
随着储能技术的不断发展，锂离子电池广泛用于便携式设备、移动式电源、电动汽车等多个领域，已经成为重要的能量载体。同时，对锂离子电池的能量密度、功率密度、寿命等多项指标的要求也在不断提高。但随着锂离子电池的广泛应用，其在储存、运输和使用等方面引发的安全事故时有发生，因此，锂离子电池的安全问题成为人们日益关注的焦点。为了提高锂离子电池的安全性，国际上相继发布了多个以锂离子电池安全性检测为主要内容的检测标准，如IEEE1725，JISC8714-2007，UL1642-2007，UL2054-2006等。我国目前首部锂离子电池安全强制性国标GB31241-2014也已经正式发布，这些标准中规定的电池安全性检测方法和技术对于提高锂离子电池的安全性有着重要的意义。然而，根据这些标准中规定的方法进行电池安全性测试得出的结果只能说明电池在测试条件下是否会出现升温、漏液、起火、燃烧等情况，并以此来判断电池是否安全，但无法区分出电池发生这些安全事故后的严重性及严重程度，即无法对通过安全试验的电池的安全性进行更进一步的优劣判断。因此，如何设计一种能够根据电池出现安全问题后严重程度来进行检测的电池安全性的检测方法，是本领域的技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是要提供一种锂离子电池安全性的检测方法，该方法首次提出了以电池组件燃烧后的严重程度为判断标准来进行电池安全性的检测，从而有效且可靠的实现了针对不同的类型、体系及规格的锂离子电池的检测。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种锂离子电池安全性的检测方法，所述方法包括如下步骤：步骤1.采集待测的锂离子电池组件的检测参数，所述检测参数包括：燃烧性参数、生烟性参数、气体毒性参数及质量变化参数；步骤2.分别计算各个所述检测参数的权重，并将各个所述检测参数与其对应的权重相乘后累计加和，得到初期评测指数；步骤3.归一化所述初期评测指数，得到所述锂离子电池组件的安全性评测指数；步骤4.根据所述安全性评测指数对所述锂离子电池组件进行安全性等级划分及评价。优选的，在所述步骤1之前，包括：a.将所述锂离子电池组件拆解为各部件，所述部件包括正极片、负极片和隔膜；b.将所述正极片、负极片和隔膜均裁剪为矩形片，并各自叠放在防电解液挥发容器中，使得所述矩形片的质量变化率小于其自身的1％至5％；其中，所述矩形片的长和宽均为5至10cm，其厚度为5至10mm。优选的，所述步骤1，包括：1-1.在锥形量热仪中放置气体传感器；1-2.分别将所述正极片、负极片和隔膜的矩形片放入所述锥形量热仪中测量；1-3.采集所述锂离子电池组件的燃烧性参数、生烟性参数、气体毒性参数及质量变化参数的值。优选的，在所述步骤1-2中，锥形量热仪测量的辐射强度为40至50Kw/m2，测量时间为5至20分钟。优选的，所述气体传感器包括CO传感器、CO2传感器和氟化物传感器。优选的，所述燃烧性参数包括点燃时间、峰值热释放速率、总释放热量和有效燃烧热量；所述生烟性参数包括CO产率、CO2产率、比消光面积和总生烟量；所述气体毒性参数包括CO浓度、CO2浓度和氟化物浓度；所述质量变化参数为质量损失速率。优选的，在所述步骤2之前，包括：c.建立所述检测参数的成对比矩阵，并对所述成对比矩阵进行一致性检验；d.根据所述锂离子电池组件的使用环境及检测要求配置各个所述检测参数的指标权重的比例。优选的，所述步骤3中，归一化所述评测指数的方法为：将所述初期评测指数与所述锂离子电池组件单位面积或单位质量的规格参数相除，其中，所述规格参数为电池容量的Ah参数或电池能量的Wh参数。优选的，所述步骤4中的安全性等级划分的规则为：所述安全性评测指数值越小，该指数对应的所述锂离子电池组件的安全性等级越高。从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供了一种锂离子电池安全性的检测方法，该方法通过采集待测的锂离子电池组件的检测参数，分别计算各个检测参数的权重，并将各个检测参数与其对应的权重相乘后累计加和，得到初期评测指数后，归一化初期评测指数，得到锂离子电池组件的安全性评测指数并进行安全性等级划分及评价。本专利技术提供的检测方法精细且完善；并首次提出了以电池组件燃烧后的严重程度为判断标准来进行电池安全性的检测，从而有效且可靠的实现了针对不同的类型、体系及规格的锂离子电池的检测；对于锂离子电池制造企业、终端用户均具有很高的实用价值。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：1、本专利技术提供的技术方案中，通过将锂离子电池组件拆解为正极片、负极片和隔膜，使得对锂离子电池的检测更加全面且完善；实现了对锂离子电池准确且精细的检测。2、本专利技术提供的技术方案中，通过在锥形量热仪中测量锂离子电池组件的各部件，首次提出了以电池组件燃烧后的严重程度为判断标准来进行电池安全性的检测，从而有效且可靠的实现了针对不同的类型、体系及规格的锂离子电池的检测。3、本专利技术提供的技术方案中，根据锂离子电池的检测参数，通过权重比值的划分及归一化计算出安全性评测指数；实现了与传统的电池安全性检测方法完全不同的以电池出现安全事故后的严重程度来判断电池的安全性的高准确性测评；同时对锂离子电池的安全性进行了量化处理，实现了为不同的类型、体系及规格的锂离子电池提供统一且可靠的检测依据。4、本专利技术提供的技术方案中，通过检测参数包括燃烧性参数、生烟性参数、气体毒性参数及质量变化参数的设置，在检测方法中充分考虑了电池出现安全事故的燃烧性参数和特征气相成分，检测结果不局限于现有电池安全试验结果的“通过”和“不通过”，而是进一步给出安全性量化检测结果，通过数值比对来科学衡量锂离子电池产品的安全性，对于锂离子电池制造企业、终端用户均具有一定的实用价值。5、本专利技术提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。附图说明图1是本专利技术的锂离子电池安全性的检测方法的总流程示意图；图2是本专利技术的检测方法的总流程中步骤I-1之前的步骤的流程图；图3是本专利技术的检测方法中的采集待测的锂离子电池组件的检测参数的流程图；图4是本专利技术的检测方法的总流程中步骤I-2之前的步骤的流程图；图5是本专利技术的应用例的某厂家的锂离子电池安全性的检测方法的流程图；图6是本专利技术的应用例中的某厂家锂离子电池组件的检测参数的流程图；图7是本专利技术的应用例中的检测参数的成对比矩阵的示意图；图8是本专利技术的应用例中的某厂家锂离子电池组件的安全性检测结果示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，附图中所显示的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的技术方案。基于本专利技术的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。锂离子电池整体能量密度较高，属于高能物体。锂离子电池使用碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯等液态有机物作为溶剂，这些溶剂蒸汽压低且易燃，而且隔膜材料为有机高分子聚合物，也具有一定的可燃性。所以，在已经发生过的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池安全性的检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.采集待测的锂离子电池组件的检测参数，所述检测参数包括：燃烧性参数、生烟性参数、气体毒性参数及质量变化参数；步骤2.分别计算各个所述检测参数的权重，并将各个所述检测参数与其对应的权重相乘后累计加和，得到初期评测指数；步骤3.归一化所述初期评测指数，得到所述锂离子电池组件的安全性评测指数；步骤4.根据所述安全性评测指数对所述锂离子电池组件进行安全性等级划分及评价。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池安全性的检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.采集待测的锂离子电池组件的检测参数，所述检测参数包括：燃烧性参数、生烟性参数、气体毒性参数及质量变化参数；步骤2.分别计算各个所述检测参数的权重，并将各个所述检测参数与其对应的权重相乘后累计加和，得到初期评测指数；步骤3.归一化所述初期评测指数，得到所述锂离子电池组件的安全性评测指数；步骤4.根据所述安全性评测指数对所述锂离子电池组件进行安全性等级划分及评价。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1之前，包括：a.将所述锂离子电池组件拆解为各部件，所述部件包括正极片、负极片和隔膜；b.将所述正极片、负极片和隔膜均裁剪为矩形片，并各自叠放在防电解液挥发容器中，使得所述矩形片的质量变化率小于其自身的1％至5％；其中，所述矩形片的长和宽均为5至10cm，其厚度为5至10mm。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1，包括：1-1.在锥形量热仪中放置气体传感器；1-2.分别将所述正极片、负极片和隔膜的矩形片放入所述锥形量热仪中测量；1-3.采集所述锂离子电池组件的燃烧性参数、生烟性参数、气体毒性参数及质量变化参数的值。4.如权利要求3所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：高飞，杨凯，李大贺，刘皓，赵录兴，胡晨，王丽娜，惠东，来小康，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网安徽省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11