一种基于超声检测的锂电池CT层析检测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于超声检测的锂电池CT层析检测方法，其能够在不破坏锂离子电池结构的前提下，通过采集不同衰减程度的电池内部三维层析图像方式获取锂的分布情况，整个检测流程简便易于实现且具有较低的成本。在对电池内部三维层析图像进行分析时，通过叠加融合中子照相系统和CT测量系统两种不同来源的图像，更进一步提高了检测的精确度，从而使影响锂电池寿命衰减的关键因素能够被准确及时地发现，也使得本发明专利技术能够达到现有技术所不具备的诸多有益效果。多有益效果。多有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声检测的锂电池CT层析检测方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池寿命衰减诊断
，尤其涉及一种基于超声检测的锂电池CT层析检测技术。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为电动汽车的关键部件，其使用过程中的寿命衰减对于车辆性能具有至关重要的影响。导致锂电池寿命衰减的因素众多，譬如：析锂、负极表面SEI膜的增厚、充放电进行的二次损毁、活性物质结构的破坏等现象均有可能造成锂电池寿命的缩短，但由于这些现象的反应机理较为复杂，与寿命相关的部分信息难以计算获取，因此还无法有效加以利用来实现较精确的寿命衰退检测。部分现有技术中利用了金属无损检测领域中常用的中子衍射、X
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Ray检测和超声波检测手段，通过检测锂电池内结构或反应并获取电池寿命衰减情况，然而这些手段普遍存在实施过程复杂、成本较高等缺陷，尤其是中子衍射、X
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Ray检测中还需要设置必要的辐射防护措施。因此，如何提供一种更为精确、实施过程相对简便且低成本的锂电池寿命衰减检测方式，是本领域中迫切需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，针对本领域中存在的技术问题，本专利技术提供了一种基于超声检测的锂电池CT层析检测方法，具体包括以下步骤：
[0004]步骤一、在室温下对锂离子电池进行加速老化测试，并利用中子照相系统与CT测量系统分别获取不同寿命衰减阶段的锂离子电池内部三维层析图像；
[0005]步骤二、将步骤一获取的处在相同寿命衰减阶段的两种电池内部三维层析图像进行相互叠加，得到不同寿命衰减阶段对应的叠加后的电池内部三维层析图像；
[0006]步骤三、分析步骤二得到的电池内部三维层析图像中锂在不同位置上的分布情况，并根据所述分布情况与锂电池寿命衰减之间的关联确定影响锂电池寿命的关键因素。
[0007]进一步地，步骤一中所述加速老化测试具体采用以下恒流
‑
恒压充放电过程实现：
[0008]首先在25℃恒温环境将锂离子电池以1C恒流放电至2.0V，并静置1小时；然后以1C电流恒流充电至3.65V后，转恒压充电至充电电流降至0.05C后停止充电，并静置1小时；重复上述循环N次，可选择N＝200、400、600
…
。
[0009]进一步地，步骤二中具体根据相同的加速老化测试所经历的循环次数N，譬如都选择执行N＝200次循环，来分别得到处在相同寿命衰减阶段的两种电池内部三维层析图像；
[0010]进一步地，步骤三中分析锂在不同位置上的分布情况具体包括分析电池内部三维层析图像中锂的浓度、形状和位置信息。
[0011]进一步地，步骤一中利用中子照相系统获取锂离子电池内部三维层析图像时，具体设置中子射线垂直于锂离子电池表面入射，成像面积为10cm
×
10cm。
[0012]进一步地，步骤二中将两种电池内部三维层析图像利用MATLAB软件得到所述叠加后的电池内部三维层析图像。
[0013]上述本专利技术所提供的基于超声检测的锂电池CT层析检测方法，其能够在不破坏锂离子电池结构的前提下，通过采集不同衰减程度的电池内部三维层析图像方式获取锂的分布情况，整个检测流程简便易于实现且具有较低的成本。在对电池内部三维层析图像进行分析时，通过叠加融合中子照相系统和CT测量系统两种不同来源的图像，更进一步提高了检测的精确度，从而使影响锂电池寿命衰减的关键因素能够被准确及时地发现，也使得本专利技术能够达到现有技术所不具备的诸多有益效果。
附图说明
[0014]图1为基于本专利技术的实例中获取的锂电池负极铝箔处的多向层析图；
[0015]图2为基于本专利技术的实例中获取的锂电池正极铜箔处的多向层析图；
[0016]图3为基于本专利技术的实例中获取的锂电池负极铜箔处的多向层析图；
[0017]图4为基于本专利技术的实例中获取的锂电池负极铜粉处的多向层析图；
[0018]图5为基于本专利技术的实例中获取的锂电池正极铜粉处的多向层析图。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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。
[0020]本专利技术所提供的一种基于超声检测的锂电池CT层析检测方法，具体包括以下步骤：
[0021]步骤一、在室温下对锂离子电池进行加速老化测试，并利用中子照相系统与CT测量系统分别获取不同寿命衰减阶段的锂离子电池内部三维层析图像；
[0022]步骤二、将步骤一获取的处在相同寿命衰减阶段的两种电池内部三维层析图像进行相互叠加，得到不同寿命衰减阶段对应的叠加后的电池内部三维层析图像；
[0023]步骤三、分析步骤二得到的电池内部三维层析图像中锂在不同位置上的分布情况，并根据所述分布情况与锂电池寿命衰减之间的关联确定影响锂电池寿命的关键因素。
[0024]在本专利技术的一个优选实施方式中，步骤一中所述加速老化测试具体采用以下恒流
‑
恒压充放电过程实现：
[0025]首先在25℃恒温环境将锂离子电池以1C恒流放电至2.0V，并静置1小时；然后以1C电流恒流充电至3.65V后，转恒压充电至充电电流降至0.05C后停止充电，并静置1小时；重复上述循环N次，可选择N＝200、400、600
…
。
[0026]在本专利技术的一个优选实施方式中，步骤二中具体根据相同的加速老化测试所经历的循环次数N，譬如都选择执行N＝200次循环，来分别得到处在相同寿命衰减阶段的两种电池内部三维层析图像；
[0027]在本专利技术的一个优选实施方式中，步骤三中分析锂在不同位置上的分布情况具体包括分析电池内部三维层析图像中锂的浓度、形状和位置信息。
[0028]在本专利技术的一个优选实施方式中，步骤一中利用中子照相系统获取锂离子电池内部三维层析图像时，具体设置中子射线垂直于锂离子电池表面入射，成像面积为10cm
×
10cm。其成像原理为本领域技术人员所公知的：使中子射线穿过锂离子电池，此时中子与其
中的原子核产生相互作用，透射中子打在闪烁屏上发出的光由反射镜反射到透镜上，然后聚焦在CCD相机上，从而获得锂离子电池内部的三维层析图像。
[0029]在本专利技术的一个优选实施方式中，步骤二中将两种电池内部三维层析图像利用MATLAB软件得到所述叠加后的电池内部三维层析图像。本领域技术人员应当知晓，除MATLAB软件外也可通过其他多种方式得到上述叠加的三维层析图像。
[0030]图1
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5示出了基于本专利技术的一优选实例中，分别利用中子照相系统与CT测量系统采集后叠加得到的锂电池不同位置处锂的分布情况，通过对不同衰减阶段锂的分布进行分析即可得到其中重要的关联性信息，有利于指导后续对实车使用的锂电池寿命衰减监测。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声检测的锂电池CT层析检测方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一、在室温下对锂离子电池进行加速老化测试，并利用中子照相系统与CT测量系统分别获取不同寿命衰减阶段的锂离子电池内部三维层析图像；步骤二、将步骤一获取的处在相同寿命衰减阶段的两种电池内部三维层析图像进行相互叠加，得到不同寿命衰减阶段对应的叠加后的电池内部三维层析图像；步骤三、分析步骤二得到的电池内部三维层析图像中锂在不同位置上的分布情况，并根据所述分布情况与锂电池寿命衰减之间的关联确定影响锂电池寿命的关键因素。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一中所述加速老化测试具体采用以下恒流
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恒压充放电过程实现：首先在25℃恒温环境将锂离子电池以1C恒流放电至2.0V，并静置1小时；然后以1C电流恒流充电至3...

【专利技术属性】
技术研发人员：香勇，
申请(专利权)人：香勇，
类型：发明
国别省市：