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锂离子电池剩余电解液量的确定方法及数据图表生成方法技术

技术编号:21367359 阅读:28 留言:0更新日期:2019-06-15 10:39
本申请涉及一种锂离子电池剩余电解液量的确定方法及数据图表生成方法。其中,所述锂离子电池剩余电解液量的确定方法,通过对锂离子电池进行处理,获取第一电池参数和第二电池参数。进一步地,依据所述第一电池参数和所述第二电池参数,计算实际导热系数。最终通过建立实际导热系数和剩余电解液量的关系表,使得后续确定剩余电解液量时,只需计算实际导热系数,即可通过查表得知所述剩余电解液量。所述方法实现了在不损害锂离子电池的无损的前提下,获取锂离子的状态参数。所述方法还避免了在每次确定剩余电解液量时,均对锂离子电池进行暴力拆解,实际可行。

Method of Determining Residual Electrolyte Volume of Lithium Ion Battery and Method of Data Chart Generation

The present application relates to a method for determining the residual electrolyte volume of lithium ion batteries and a method for generating data charts. The method for determining the residual electrolyte amount of the lithium ion battery obtains the first battery parameters and the second battery parameters by processing the lithium ion battery. Further, the actual thermal conductivity is calculated according to the first battery parameter and the second battery parameter. Finally, by establishing the relationship table between the actual thermal conductivity and the amount of residual electrolyte, the amount of residual electrolyte can be determined by looking up the table only by calculating the actual thermal conductivity. The method realizes the acquisition of lithium ion state parameters without damaging the lithium ion battery. The method also avoids violent disassembly of lithium ion batteries every time the residual electrolyte volume is determined, which is practically feasible.

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池剩余电解液量的确定方法及数据图表生成方法
本申请涉及锂离子电池
,特别是涉及一种锂离子电池剩余电解液量的确定方法及数据图表生成方法。
技术介绍
锂离子电池是一种可充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池具有自充率低、工作范围广(可在-25℃至50℃的温度范围内工作)、无记忆效应、环境友好和寿命长等优点,逐渐成为新能源汽车车用动力电池的主流。然而,锂离子电池也具有局限性,即耐久性和安全性的问题。近年来,电动汽车起火事故频繁发生,对锂离子电池耐久性和安全性的研究刻不容缓。通过对锂离子电池衰减机理的分析,可以掌握锂离子电池的耐久性和安全性在电池全生命周期的变化。在锂离子电池衰减的过程中,主要的反应包括正极金属离子与电解液发生副反应而溶解于电解液中。以及在电池的搁置或循环过程中,负极与电解液发送还原反应形成SEI膜(固体电解质界面膜)。可以理解,上述反应均与电解液息息相关。随着电解液量的下降,电解液中的可用锂离减少,导致锂离子传输困难,内阻增加,电池功率和性能下降。因此,测量锂离子电池的剩余电解液量,对于分析锂离子电池衰减机理具有重要意义。在传统方案中,在不拆解电池的情况下,对剩余电解液量进行定量测量非常困难。有文献指出,可以通过对锂离子电池单体降温,比较不同电解质含量的电解液中的温度查分,进一步获得熔化焓的差值,从而对电解液的成分信息进行识别。然而,这种测量锂离子电池剩余电解液量的方法存在很多问题。第一,不能定量获得电解液的量。第二,实验环境要求高,成本高且实现困难。实验需要将锂离子电池降温降温至-100℃(甚至更低),实验需要的仪器成本高,实验时间长。
技术实现思路
基于此,有必要针对传统方案中,锂离子电池剩余电解液量测量方法无法定量获得剩余电解液量的问题,提供一种锂离子电池剩余电解液量的确定方法及数据图表生成方法。本申请提供一种锂离子电池剩余电解液量的确定方法,包括:选取一个锂离子电池作为样本电池,获取所述样本电池的第一电池参数;依据所述第一电池参数,计算多个所述样本电池的理论导热系数,每一个所述样本电池的理论导热系数对应一个所述样本电池的剩余电解液量;对所述样本电池进行处理,获取所述样本电池的第二电池参数;依据所述第一电池参数、所述第二电池参数和多个所述样本电池的理论导热系数,获得多个所述样本电池的实际导热系数,每一个所述样本电池的实际导热系数对应一个所述样本电池的剩余电解液量;依据所述样本电池的实际导热系数和所述样本电池的剩余电解液量的关系,生成第一数据图表;选取一个锂离子电池作为第一待测电池,获取所述第一待测电池的导热系数,所述第一待测电池和所述样本电池的电池型号相同;依据所述第一待测电池的导热系数,在所述第一数据图表中查找与所述第一待测电池的导热系数相匹配的剩余电解液量,以确定所述第一待测电池的剩余电解液量。本申请提供的锂离子电池剩余电解液量的确定方法,通过对锂离子电池进行处理,获取第一电池参数和第二电池参数。进一步地,依据所述第一电池参数和所述第二电池参数,计算实际导热系数。最终通过实际导热系数和剩余电解液量的关系表,使得后续确定剩余电解液量时,只需计算实际导热系数,即可通过查表得知所述剩余电解液量。所述方法实现了在不损害锂离子电池的前提下,获取锂离子的状态参数。所述方法避免了在每次确定剩余电解液量时,均对锂离子电池进行暴力拆解,实际可行。本申请还提供一种数据图表生成方法,包括:选取一个锂离子电池作为样本电池,获取所述样本电池的第一电池参数;依据所述第一电池参数,计算多个所述样本电池的理论导热系数,每一个所述样本电池的理论导热系数对应一个所述样本电池的剩余电解液量;对所述样本电池进行处理,获取所述样本电池的第二电池参数;依据所述第一电池参数、所述第二电池参数和多个所述样本电池的理论导热系数,获得多个所述样本电池的实际导热系数,每一个所述样本电池的实际导热系数对应一个所述样本电池的剩余电解液量;依据所述样本电池的实际导热系数和所述样本电池的剩余电解液量的关系,生成剩余电解液量-导热系数图表。本申请提供的数据图表生成方法,通过对锂离子电池进行处理,获取第一电池参数和第二电池参数。进一步地,依据所述第一电池参数和所述第二电池参数,计算实际导热系数。最终通过建立实际导热系数和剩余电解液量的关系表,剩余电解液量-导热系数图表。所述方法为后续检测所述剩余电解液量提供了数据基础。本申请还提供一种锂离子电池剩余电解液量的确定方法,包括:选取一个锂离子电池作为第一待测电池,获取所述第一待测电池的导热系数,所述第一待测电池和所述样本电池的电池型号相同;依据所述第一待测电池的导热系数,调取剩余电解液量-导热系数图表,在所述剩余电解液量-导热系数图表中查找与所述第一待测电池的导热系数相匹配的剩余电解液量,以确定所述第一待测电池的剩余电解液量;所述剩余电解液量-导热系数图表通过上述提及的所述数据图表生成方法生成。本申请提供的锂离子电池剩余电解液量的确定方法,通过调取剩余电解液量-导热系数图表,并在不损害锂离子电池的前提下,通过查表直接得知所述剩余电解液量。所述方法避免了在每次确定剩余电解液量时,均对锂离子电池进行暴力拆解,且所述方法实际可行。附图说明图1为本申请一实施例提供的锂离子电池剩余电解液量的确定方法的流程示意图;图2为本申请一实施例提供的锂离子电池剩余电解液量的确定方法的流程示意图;图3为本申请一实施例提供的锂离子电池剩余电解液量的确定方法的流程示意图;图4为本申请一实施例提供的锂离子电池剩余电解液量的确定方法的流程示意图;图5为本申请一实施例提供的锂离子电池剩余电解液量的确定方法中加热模型的示意图;图6为本申请一实施例提供的锂离子电池剩余电解液量的确定方法的流程示意图;图7为本申请一实施例提供的锂离子电池剩余电解液量的确定方法中第一数据图表的流程示意图;图8为本申请一实施例提供的锂离子电池剩余电解液量的确定方法的流程示意图;图9为本申请一实施例提供的数据图表生成方法的流程示意图;图10为本申请一实施例提供的锂离子电池剩余电解液量的确定方法的流程示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。本申请提供一种锂离子电池剩余电解液量的确定方法及图表生成方法。需要说明的是,本申请中所有实施例中提及的锂离子电池并不限定其种类,其可以为方形电池,也可以为圆柱形电池。为描述方便,后续所有实施例中提及的锂离子电池均为方形电池。此外,为避免混淆,本申请中所有实施例中,“电解液量”的描述等同于“剩余电解液量”的描述,后文不再赘述。本申请提供一种锂离子电池剩余电解液量的确定方法。如图1所示,在本申请的一实施例中,所述锂离子电池剩余电解液量的确定方法包括如下步骤S100至步骤S700:S100,选取一个锂离子电池作为样本电池,获取所述样本电池的第一电池参数。具体地,作为所述样本电池的锂离子电池为内部结构无损伤的电池。可选地,所述样本电池可以为未使用过的锂离子电池,即刚出厂的电池。所述第一电池参数可以是所述样本电池的重量、所述样本电池表面积、所述本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种锂离子电池剩余电解液量的确定方法,其特征在于,包括:选取一个锂离子电池作为样本电池,获取所述样本电池的第一电池参数;依据所述第一电池参数,计算多个所述样本电池的理论导热系数,每一个所述样本电池的理论导热系数对应一个所述样本电池的剩余电解液量;对所述样本电池进行处理,获取所述样本电池的第二电池参数;依据所述第一电池参数、所述第二电池参数和多个所述样本电池的理论导热系数,获得多个所述样本电池的实际导热系数,每一个所述样本电池的实际导热系数对应一个所述样本电池的剩余电解液量;依据所述样本电池的实际导热系数和所述样本电池的剩余电解液量的关系,生成第一数据图表;选取一个锂离子电池作为第一待测电池,获取所述第一待测电池的导热系数,所述第一待测电池和所述样本电池的电池型号相同;依据所述第一待测电池的导热系数,在所述第一数据图表中查找与所述第一待测电池的导热系数相匹配的剩余电解液量,以确定所述第一待测电池的剩余电解液量。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池剩余电解液量的确定方法,其特征在于,包括:选取一个锂离子电池作为样本电池,获取所述样本电池的第一电池参数;依据所述第一电池参数,计算多个所述样本电池的理论导热系数,每一个所述样本电池的理论导热系数对应一个所述样本电池的剩余电解液量;对所述样本电池进行处理,获取所述样本电池的第二电池参数;依据所述第一电池参数、所述第二电池参数和多个所述样本电池的理论导热系数,获得多个所述样本电池的实际导热系数,每一个所述样本电池的实际导热系数对应一个所述样本电池的剩余电解液量;依据所述样本电池的实际导热系数和所述样本电池的剩余电解液量的关系,生成第一数据图表;选取一个锂离子电池作为第一待测电池,获取所述第一待测电池的导热系数,所述第一待测电池和所述样本电池的电池型号相同;依据所述第一待测电池的导热系数,在所述第一数据图表中查找与所述第一待测电池的导热系数相匹配的剩余电解液量,以确定所述第一待测电池的剩余电解液量。2.根据权利要求1所述的锂离子电池剩余电解液量的确定方法,其特征在于,所述选取一个锂离子电池作为样本电池,获取所述样本电池的第一电池参数的步骤包括:选取一个锂离子电池作为样本电池,获取所述样本电池的样本电池重量和样本电池表面积;拆解所述样本电池,获取所述样本电池的多个固态组分;去除附着于所述多个固态组分上的残留电解质,并获取所述多个固态组分的总重量、每一个固态组分的片层厚度和每一个固态组分的重量。3.根据权利要求2所述的锂离子电池剩余电解液量的确定方法,其特征在于,所述固态组分包括正极集流体、负极集流体、正极活性材料、负极活性材料、隔膜或铝塑膜。4.根据权利要求3所述的锂离子电池剩余电解液量的确定方法,其特征在于,所述依据所述第一电池参数,计算多个所述样本电池的理论导热系数的步骤包括:基于下列公式计算多个所述样本电池的理论导热系数:其中,kz为所述样本电池的理论导热系数,di为每一个固态组分的片层厚度,ki为每一个固态组分的导热系数,dn为电解液理论厚度,kn为电解液的导热系数,Vn为电解液体积,Sz为所述样本电池表面积,i与所述固态组分的数量有关。5.根据权利要求4所述的锂离子电池剩余电解液量的确定方法,其特征在于,所述依据所述第一电池参数,计算多个所述样本电池的理论导热系数的步骤还包括:基于下列公式计算所述每一个固态组分的密度:其中,ρi为每一个固态组分的密度,mi为所述每一个固态组分的重量,Vi为每一个固态组分的体积,di为所述每一个固态组分的片层厚度,Si为每一个固态组分的卷绕面面积,所述卷绕面为与所述固态组分的片层厚度方向垂直的面;基于下列公式计算最大电解液体积:其中,V1为所述最大电解液体积,M为所述样本电池重量,m为所述多个固态组分的总重量,ρn为电解液密度。6.根据权利要求5所述的锂离子电池剩余电解液量的确定方法,其特征在于,所述对所述样本电池进行处理,获取所述样本电池的第二电池参数的步骤包括:选取多个所述样本电池的干电池,所述样本电池的干电池为所述样本电池在生产时,未注入电解液的固态部分;将所述多个样本电池的干电池分为N组,每一组所述样本电池的干电池包括X个所述样本电池的干电池,N为正整数且N≥2,X为正整数且X≥2;向所述样本电池的干电池注入电解液,在同一组内,所述样本电池的干电池的电解液注入量相同,不同组所述样本电池的干电池的电解液注入量不同;将注入电解液后的每一个所述样本电池的干电池化成并封装,形成多个封装后的所述样本电池;分别测试每一组封装后的所述样本电池的边界热源功率。7.根据权利要求6所述的锂离子电池剩余电解液量的确定方法,其特征在于,所述分别测试每一组封装后的所述样本电池的边界热源功率的步骤包括:选取处于同一组的两个所述样本电池,通过加热膜将两个样本电池粘合,所述样本电池的粘合面为与所述样本电池厚度方向垂直的表面,所述样本电池的粘合面面积与所述加热膜的面积相等;在每一个所述样本电池远离所述加热膜的一面粘贴多个温度传感器;将所述加热膜电连接至直流稳压源,所述直流稳压源和所述温度传感器分别电连接至数据采集装置;开启所述数据采集装置;开启所述直流稳压源对所述加热膜...

【专利技术属性】
技术研发人员:黎瑞和任东生陈天雨卢兰光欧阳明高
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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