基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法及装置，涉及锂电池安全检测技术领域，提供了一种能够即时检测到锂电池内部运气情况的锂电池早期安全预警方法及装置，所述锂电池早期安全预警方法，包括所述锂电池包括锂离子单体电池、锂离子电池模组以及锂离子电池簇，监测电池为目标电池，目标区域内设有氢气探测器或者氢气传感器，所述目标区域是指目标电池内部及目标电池外部可以探测到氢气浓度变化的区域，根据氢气浓度的变化判断电池的运行状态，所述氢气浓度的变化量确定所述电池负极中锂的过度嵌入导致锂枝晶生长的变化情况，进行早期安全预警，本发明专利技术可以在锂枝晶生长早期就准确、及时地感知安全问题并且进行预警。

【技术实现步骤摘要】
基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法及装置
本专利技术涉及锂电池安全检测
，且特别涉及基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法及装置。
技术介绍
锂离子电池凭借其高能量密度和不断降低的成本，已成为便携式设备、电动汽车和固定式储能中最具竞争力的电化学储能技术之一。然而，由于锂离子电池内部有机电解质的易燃性以及在充放电期间较差的热稳定性，导致锂离子电池在过度充电或快速充电情况下石墨负极上的锂枝晶生长经常发生，并可能进一步导致锂离子电池的安全事故，也被称为电池热失控。因此，有必要开发一种简单有效的方法来尽早检测锂枝晶，进行锂电池早期安全预警，防止火灾或爆炸等安全事故的发生，以保护人员安全和设备的正常运行。现有的锂离子电池的安全预警系统主要依靠特征气体检测，烟雾检测和电池管理系统(BMS)。对于气体检测，一氧化碳和碳氢化合物已被视为安全预警(热滥用或过充状态)的有效指标。然而，上述气体来自电解质或固体电解质界面(SEI)分解(>90℃)的还原或氧化，在电池内部温度较低(<50℃)且尚未发生热失控的锂枝晶生长期间不能用作预警指标。烟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法，锂电池负极中添加有电极聚合物粘结剂，所述电极聚合物粘结剂包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTEE)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)中至少一种，其特征在于，监测电池为目标电池，目标区域内设有氢气探测器或者氢气传感器，所述目标区域是指目标电池内部及目标电池外部可以探测到氢气浓度变化的区域，根据氢气浓度的变化判断电池的运行状态，进行早期安全预警。/n

【技术特征摘要】
1.基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法，锂电池负极中添加有电极聚合物粘结剂，所述电极聚合物粘结剂包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTEE)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)中至少一种，其特征在于，监测电池为目标电池，目标区域内设有氢气探测器或者氢气传感器，所述目标区域是指目标电池内部及目标电池外部可以探测到氢气浓度变化的区域，根据氢气浓度的变化判断电池的运行状态，进行早期安全预警。


2.根据权利要求1所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法，其特征在于，所述氢气浓度的变化量确定所述电池负极中锂的过度嵌入导致锂枝晶生长的变化情况，所述氢气浓度的变化量包括通过氢气探测器或者氢气传感器检测存储的目标氢气信号的拟合曲线而得到的变化量。


3.根据权利要求1所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法，其特征在于，所述安全预警方法包括：灯光警报、声音警报、显示器弹窗警报、短信警报、邮件警报中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法，其特征在于，所述锂电池包括锂离子单体电池、锂离子电池模组以及锂离子电池簇。


5.根据权利要求4所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警方法，其特征在于，所述单体电池或者电池模组内设有一个或者多个氢气探测器或传感器。


6.一种如权利要求1所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警装置，其特征在于，所述装置包括：
氢气探测模块：用于获取所述目标氢气信号，所述目标氢气信号是指所述目标电池运行时在其负极表面产生锂枝晶时由于化学反应释放出的氢气信号，所述目标电池包括锂离子单体电池、锂离子电池模组以及锂离子电池簇；
信号处理模块：用于基于目标氢气信号，判断所述目标电池的运行状态是否正常，是否存在热失控的风险；
早期安全预警模块：用于基于目标电池的运行状态，进行早期安全预警。


7.根据权利要求6所述的基于氢气探测的锂电池早期安全预警装置，其特征在于，所述氢气探测模块的数量至少为一个，每个氢气探测模块单独配一个所述信号处理模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：金阳，鲁红飞，姜欣，高金峰，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41