一种锂电池枝晶形成的预警方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电池管理技术领域，本发明专利技术提供了一种锂电池枝晶形成的预警方法和装置，其方法包括：获取锂电池的实时工况信息和电化学参数；通过电化学模型基于所述实时工况信息和所述电化学参数进行计算模拟，以分析得到所述锂电池的沉积结果；利用所述电化学模型模拟得到的沉积结果，对锂电池枝晶的形成进行预警。本发明专利技术通过对于枝晶形成进行预警和模拟，从而避免锂电池枝晶的生长，保护了锂电池系统的安全。全。全。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池枝晶形成的预警方法和装置


[0001]本专利技术涉及电池管理
，尤指一种锂电池枝晶形成的预警方法和装置。

技术介绍

[0002]太阳能、潮汐能、风能、水能等是一种清洁的可持续利用的能源，但能源产生的介质可控性相对不是很强。锂离子电池是目前新一代二次电池、其具有较高的能量密度和循环寿命，目前广泛应用于移动通信、数码科技、电动汽车、能源存储等领域，未来对锂电池及其材料的需求难以估量、其配套的上下游产业链也市场巨大。
[0003]随着当前锂电池应用的不断扩展，锂电池的安全隐患也越来越引人关注。从手机、笔记本到电动汽车，均有锂离子电池发热甚至起火的事件发生。
[0004]锂枝晶是影响锂离子电池安全性和稳定性的根本问题之一，是行业痛点。锂枝晶的形成会导致锂离子电池在循环过程中电极和电解液界面的不稳定；锂枝晶的生长会破坏生成的固体电解质界面(SEI)膜，锂枝晶在生成过程中会不断消耗电解液并导致金属锂的不可逆沉积，形成死锂造成低库伦效率甚至还会刺穿隔膜导致锂离子电池内部短接，造成电池的热失控引发燃烧爆炸。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种锂电池枝晶形成的预警方法，用于解决上述问题。
[0006]本专利技术提供的技术方案如下：
[0007]在一些实施例中，本专利技术提供一种锂电池枝晶形成的预警方法，包括：
[0008]获取锂电池的实时工况信息和电化学参数；
[0009]通过电化学模型基于所述实时工况信息和所述电化学参数进行计算模拟，以分析得到所述锂电池的沉积结果；
[0010]利用所述电化学模型模拟得到的沉积结果，对锂电池枝晶的形成进行预警。
[0011]在一些实施例中，所述通过电化学模型基于所述实时工况信息和所述电化学参数进行计算模拟，包括：
[0012]通过电化学模型基于所述实时工况信息和所述电化学参数，对所述锂电池的析锂量和过电位的关系进行模拟。
[0013]在一些实施例中，所述通过电化学模型基于所述实时工况信息和所述电化学参数，对所述锂电池的析锂量和过电位的关系进行模拟，包括：
[0014]过电位的计算公式为：
[0015]η
plating
＝Φ
s
‑
Φ
e
‑
E
plating
‑
aFj
n
R；
[0016]其中，η为过电位，Φ
s
为固相电位，Φ
e
为液相电位，E
plating
为析锂反应平衡电位，a为比表面积，j
n
为固液交换电流密度，R为SEI阻抗；
[0017]析锂量则满足析锂副反应的BV方程，公式如下：
[0018][0019]i0＝kCe
α
；
[0020]其中，i0为参考电流密度，C
e
为液相浓度，α为氧化还原反应系数，α
a
、α
c
为氧化还原反应系数，F为法拉第常数，R为普适气体常数，T为开氏温度，i
plating
为空间某处单位时间析锂量。
[0021]在一些实施例中，所述分析得到所述锂电池的沉积结果，包括：
[0022]基于所述锂电池的液相浓度，分析得到所述锂电池的沉积结果。
[0023]在一些实施例中，所述基于所述锂电池的液相浓度，分析得到所述锂电池的沉积结果包括：
[0024]判断所述锂电池的液相浓度是否低于预设阈值且接近于0；
[0025]当所述锂电池的液相浓度低于预设阈值且接近于0时，则确定所述锂电池的沉积结果为出现锂电池枝晶。
[0026]在一些实施例中，包括：
[0027]若否，则对所述锂电池的当前电流工况进行外推，在不同场景中以不同方式判断是否对所述锂电池进行预警。
[0028]在一些实施例中，所述在不同场景中以不同方式判断是否对所述锂电池进行预警，包括：
[0029]当所述锂电池处于预设稳定范围的储能电站，则以所述锂电池的预设时间均值做外推。
[0030]在一些实施例中，所述在不同场景中以不同方式判断是否对所述锂电池进行预警，包括：
[0031]当所述锂电池处于调频电站，则在所述锂电池的不同周期内进行源网荷储的预测。
[0032]在一些实施例中，所述在不同场景中以不同方式判断是否对所述锂电池进行预警，包括：
[0033]当所述锂电池处于动力电车中，则以预设时间段内的最大电流作为外推，判断是否会在预设时间阈值内趋近于0；
[0034]其中，所述预设时间阈值包括根据锂电池系统数据采样时间和锂电池系统的操控响应时间分析得到的时间阈值。
[0035]在一些实施例中，本专利技术提供一种锂电池枝晶形成的预警装置，包括：
[0036]获取模块，用于获取锂电池的实时工况信息和电化学参数；
[0037]模拟模块，用于通过电化学模型基于所述实时工况信息和所述电化学参数进行计算模拟，以分析得到所述锂电池的沉积结果；
[0038]预警模块，用于利用所述电化学模型模拟得到的沉积结果，对锂电池枝晶的形成进行预警。
[0039]与现有技术相比，本专利技术所提供的一种锂电池枝晶形成的预警方法和装置，能够带来以下有益效果：
[0040]本专利技术通过对于枝晶形成进行预警和模拟，从而避免锂电池枝晶的生长，保护了
锂电池系统的安全。
附图说明
[0041]下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种锂电池枝晶形成的预警方法和装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0042]图1是本专利技术的一种锂电池枝晶形成的预警方法的一个实施例的流程图；
[0043]图2是本专利技术的一种锂电池枝晶形成的预警方法的另一个实施例的流程图；
[0044]图3是本专利技术的一种锂电池枝晶形成的预警装置的一个实施例的示意图。
具体实施方式
[0045]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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附图，并获得其他的实施方式。
[0046]为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
[0047]在一个实施例中，如图1所示，本专利技术提供一种锂电池枝晶形成的预警方法，包括：
[0048]S101获取锂电池的实时工况信息和电化学参数。
[0049]在本实施例中，实时工况信息是指控制电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池枝晶形成的预警方法，其特征在于，包括：获取锂电池的实时工况信息和电化学参数；通过电化学模型基于所述实时工况信息和所述电化学参数进行计算模拟，以分析得到所述锂电池的沉积结果；利用所述电化学模型模拟得到的沉积结果，对锂电池枝晶的形成进行预警。2.根据权利要求1所述的锂电池枝晶形成的预警方法，其特征在于，所述通过电化学模型基于所述实时工况信息和所述电化学参数进行计算模拟，包括：通过电化学模型基于所述实时工况信息和所述电化学参数，对所述锂电池的析锂量和过电位的关系进行模拟。3.根据权利要求2所述的锂电池枝晶形成的预警方法，其特征在于，所述通过电化学模型基于所述实时工况信息和所述电化学参数，对所述锂电池的析锂量和过电位的关系进行模拟，包括：过电位的计算公式为：η
plating
＝Φ
s
‑
Φ
e
‑
E
plating
‑
aFj
n
R；其中，η为过电位，Φ
s
为固相电位，Φ
e
为液相电位，E
plating
为析锂反应平衡电位，a为比表面积，j
n
为固液交换电流密度，R为SEI阻抗；析锂量则满足析锂副反应的BV方程，公式如下：i0＝kCe
α
；其中，i0为参考电流密度，C
e
为液相浓度，α为氧化还原反应系数，α
a
、α
c
为氧化还原反应系数，F为法拉第常数，R为普适气体常数，T为开氏温度，i
plating
为空间某处单位时间析锂量。4.根据权利要求3所述的锂电池枝晶形成的预...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾单飞，江铭臣，李倩，陈思元，韦良长，严晓，赵恩海，
申请(专利权)人：上海伏达储能数字化研究院，
类型：发明
国别省市：