本发明专利技术涉及用于估计全固态电池的健康状态的系统和方法，以检测在全固态电池单元中生成的硫化氢的量，并利用该量作为估计电池的健康状态的系数。估计全固态电池的健康状态(SOH)的方法包括检测全固态电池的每个单元中是否生成硫化氢，以及基于预先准备的数据，估计与生成的硫化氢的量或增加率相对应的全固态电池的健康状态。态电池的健康状态。态电池的健康状态。
【技术实现步骤摘要】
用于估计全固态电池的健康状态的系统和方法
[0001]本专利技术涉及估计全固态电池的健康状态的系统和方法，更具体地，涉及这样一种估计全固态电池的健康状态的系统和方法，其包括检测全固态电池单元中生成的硫化氢的量，并将该量用作用于估计电池的健康状态的系数。
技术介绍
[0002]锂离子二次电池广泛应用于智能手机和笔记本电脑等便携式电子设备，并且正在进行许多关于锂离子二次电池的研究，其目标是使锂离子二次电池实现为环保电动车辆的重要组件。
[0003]目前广泛使用的锂离子二次电池采用含有易燃有机溶剂的电解液。为此，当各种外部冲击施加至锂离子二次电池并形成无法进行单元控制的环境时，可能会出现严重的安全问题。因此，其必须应用用于提高安全性的额外材料，或者其必须安装与电池单元的基本结构分开的额外安全设备。
[0004]这样的安全问题带来了全固态电池。全固态电池采用固态电解质来代替包含有机溶剂的常规电解液，从而从根本上解决了常规电池安全性低的问题。固态电解质的候选包括硫化物基固体电解质、氧化物基固体电解质和有机固体电解质。其中，硫化物基固体电解质由于具有较高的离子电导率而备受关注。
[0005]全固态电池有几个区别于传统的锂离子二次电池的特点。首先，全固态电池由于采用固体电解质而从根本上能够确保安全。因此，全固态电池能够通过省去在传统电池中采用的单元感测和安全设备来增大电池组单元的能量密度。此外，全固态电池采用不能应用于传统电池的下一代高性能电极(例如锂负极、高压正极和硫正极)，能够克服传统锂离子二次电池性能的限制。最后，它们能够利用双极电极设计(在所述双极电极设计中，正极和负极基于固体电解质的稳定性串联堆叠)实现高压电池，从而显示出高能量密度。
[0006]如上所述，全固态电池实现了双极结构，并基于固体电解质的固有稳压特性省去了例如单元平衡设备的部件。然而，当由于电池不足够能承受长期使用而导致电池的壳体损坏或由于电池密封性能的下降而导致水分流入壳体时，可能存在硫化物基固体电解质中生成硫化氢的问题。
[0007]因此，有必要开发一种检测生成硫化氢气体的风险，同时能够估计全固态电池的健康状态(state of health，SOH)的方法。
[0008]公开于
技术介绍
部分的上述信息仅仅旨在加深对本专利技术
技术介绍
的理解，因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
[0009]本专利技术致力于解决与现有技术相关的上述问题，并且本专利技术的目的在于提供一种估计全固态电池的健康状态的系统和方法，该系统和方法能够以改进的可靠性估计电池的健康状态，而不论电池的充电状态、温度等如何。
[0010]本专利技术的目的不限于以上所述。本专利技术所属领域的一般技术人员(以下称为“本领域技术人员”)将从以下描述清楚地理解本专利技术的其他目的。
[0011]在一个方面，本专利技术提供一种估计全固态电池的健康状态(SOH)的方法，该方法可以包括检测全固态电池的每个单元中是否生成硫化氢，基于预先准备的数据，估计与生成的硫化氢的量或增加率相对应的全固态电池的健康状态。
[0012]在另一个方面，本专利技术提供一种估计全固态电池的健康状态的系统，该系统可以包括全固态电池和全固态电池管理系统，所述全固态电池包括多个单元和硫化氢传感器，所述硫化氢传感器配置为测量每个单元中生成的硫化氢的量或增加率，所述全固态电池管理系统配置为接收在每个单元中测量出的生成的硫化氢的量或增加率，并基于接收到的生成的硫化氢的量或增加率来估计全固态电池的健康状态。
[0013]下面讨论本专利技术的其它方面和优选的具体实施方案。
附图说明
[0014]接下来将参照由所附附图示出的本专利技术的某些示例性实施方案来详细地描述本专利技术的以上及其它特征，这些附图在下文中仅以示出的方式给出，因而对本专利技术是非限定性的，在这些附图中：
[0015]图1是示出全固态电池的示意性截面图；
[0016]图2是示出根据本专利技术的全固态电池单元的截面图；
[0017]图3示出根据本专利技术的实施方案的硫化氢传感器；
[0018]图4是示出根据本专利技术的估计全固态电池的健康状态的系统的配置的框图；
[0019]图5A至图5B示出基于锂离子二次电池充电/放电耐久性的容量劣化的确定；
[0020]图6是示出根据本专利技术的估计全固态电池的健康状态的方法的流程图。
具体实施方式
[0021]下文将参考附图对本专利技术的优选实施方案进行详细描述。本专利技术的实施方案中描述的具体结构或功能仅仅是为了说明性目的。根据本专利技术的概念的实施方案可以以各种形式实现，并且应当理解，它们不应被解释为限于本说明书中描述的实施方案，而是包括本专利技术的精神和范围中包括的所有修改、等效形式或替代。
[0022]应当理解的是，虽然本文会使用术语“第一”、“第二”等描述各个元件，但是这些元件不应该由这些术语进行限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，下面讨论的第一元件可以称为第二元件，而不脱离本专利技术的教示。类似地，第二元件也可以称为第一元件。
[0023]应当理解，当一个元件称为“接合”或“连接”至另一元件时，它可以直接接合或连接至另一元件，或者在它们之间可以存在中间元件。相反，应当理解，当一个元件称为“直接接合”或“直接连接”至另一元件时，不存在中间元件。其他解释元件之间关系的表述，如“之间”、“直接之间”、“相邻”或“直接相邻”，也应以同样的方式解释。
[0024]在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的组件。同时，本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的并且不旨在为限制性的。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。将进一步理解，当在本
说明书中使用时，术语“包含”、“包括”、“具有”等指定所述组件、步骤、操作和/或元件的存在，但不排除一个或多个其他组件、步骤、操作和/或元件的存在或添加。
[0025]表示电池容量的劣化程度的健康状态(SOH)是定量表示电池容量变化的参数，并且表示电池容量的劣化程度。因此，SOH使得在适当的时间更换电池，并依据电池已经使用多长时间来调节电池的充电/放电容量，从而防止电池的过度充电和过度放电。因此，建立一种更加准确可靠地估计电池的SOH的方法是非常重要的。
[0026]据此，本专利技术提供一种通过对两个估计系数进行组合来估计电池的健康状态的更可靠的方法。
[0027]下面将参考所附附图对本专利技术进行详细描述。
[0028]如图1所示，全固态电池单元10可以包括正极层12、负极层14和固体电解质层16。通过将正极层12、负极层14和固体电解质层16依次层叠至少一次来形成电极层叠体20。正极层12可以包括正极材料、硫化物基固体电解质、导电材料、粘合剂和溶剂。负极层14可以包括负极材料、硫化物基固体电解质、导电材料、粘合剂和溶剂。固体电解质层16可以包括硫化物基固体电解质、粘合剂和溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种估计全固态电池的健康状态的方法，包括：检测全固态电池的每个单元中是否生成硫化氢；基于预先准备的数据，估计与生成的硫化氢的量或增加率相对应的全固态电池的健康状态。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：响应于确定出在单元中检测出的生成的硫化氢的量或增加率超过预设的硫化氢阈值，中断全固态电池的任何单元中的电流。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在对全固态电池充电时采集电流
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电压数据，在全固态电池完全充电时采集容量数据；通过将电流
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电压数据和全固态电池完全充电时的容量数据与预先准备的数据集进行比较，来估计全固态电池的健康状态。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：通过将基于生成的硫化氢的量估计出的第一健康状态与基于电流
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电压数据和全固态电池完全充电时的容量数据估计出的第二健康状态进行比较，识别电池的多个劣化系数。5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：将第一健康状态、第二健康状态和识别出的劣化系数存储在数据库中。6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：管理针对每一个识别出的劣化系数的健康状态。7.一种估计全固态电池的健康状态的系统，所述系统包括：全固态电池，其包括多个单元和硫化氢传感器，所述硫化氢传感器配置为测量每个单元中生成的硫化氢的量或增加率；以及全固态电池管理系统，其配置为接收在每个单元中测量出的生成的硫化氢的量或增加率，并基于接收到的生成的硫化氢的量或增加率来估计全固态电池的健康状态。8.根据权利要求7所述的估计全固态电池的健康状态的系统，其中，所述全固态电池管理系统配置为基于充电期间的电流
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电压数据和完全...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹龙燮，土屋元，佐佐木勇树，高瀬浩成，
申请(专利权)人：起亚株式会社，
类型：发明
国别省市：
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