锂离子电池温熵系数的测试方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种锂离子电池温熵系数的测试方法及装置，所述方法包括：分别测试待测锂离子电池的正负极半电池在不同SOC下的多个开路电压以及全电池在不同SOC下的多个电路电压；根据开路电压和电路电压，辨识出正负极的起始嵌锂态；分别测试待测锂离子电池的正负极半电池在不同温度、不同SOC下的多个温熵系数；将正极半电池的多个温熵系数插值成正极嵌锂态SOL的函数，同理生成负极嵌锂态SOL的函数；根据正负极的起始嵌锂态以及生成的两个函数，得到待测锂离子电池的温熵系数。本发明专利技术提供的方法，若使用正负极的材料不变，则只需测量一次正负半电池的温熵系数，其可以计算出全电池的温熵系数，实现了加速产品开发进度。实现了加速产品开发进度。实现了加速产品开发进度。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池温熵系数的测试方法及装置


[0001]本专利技术涉及锂离子电池热安全分析
，特别是涉及一种锂离子电池温熵系数的测试方法、装置、终端设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着电动汽车保有量的提升，动力电池安全事故频有报道，严重影响电动汽车渗透率进一步提升。电动汽车安全事故大部分来自于电池在工作过程中的产热问题，因此汽车动力电池在设计的时候，需要重点关注电芯的产热相关参数。
[0003]锂离子电池在工作中的产热分为可逆热与不可逆热，不可逆与电芯的内阻直接相关，通常可以快速的进行测量，而可逆热部分受温熵系数影响，所以要想确认一款电芯的产热量，必须对电芯的温熵系数进行准确测量。
[0004]现行温熵系数的测试方法主要有两类，其中一类是直接测量法，即测量电芯在不同温度下的开路电压，例如在专利CN114883680A、CN110361662A、CN109814037A中，均采用的是在不同SOC、温度下的全电池电压或者对参比电极的电压来计算温熵系数。另一类方法是间接测量法，例如在专利CN105259510A中，使用ARC测量电芯在正弦交流电(振幅：Iamp，频率：f)扰动下的温升，然后使用傅里叶变换分离得到正弦频率f一致的温度振幅数据，根据公式计算温熵系数。
[0005]当电芯设计发生轻微变更后，电芯正负极的匹配情况会发生改变，导致电芯的温熵系数也会跟着发生改变。若使用上述已报道的方法进行测试，那么电芯每一次轻微的设计改动都需要将温熵系数新测试一次，浪费测试资源，拖慢产品开发进度。
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技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种锂离子电池温熵系数的测试方法、装置、终端设备及存储介质，通过分别测量正、极半电池的温熵系数，然后通过正、负极的电极平衡合成全电池的温熵系数。当电芯设计发生变更后，使用该正、负极材料的电池的温熵系数可以直接合成，无需重复测试，极大的降低了测试量，实现了加速产品开发进度，节约了研发投入。
[0007]本专利技术的第一个目的在于提供一种锂离子电池温熵系数的测试方法。
[0008]本专利技术的第二个目的在于提供一种锂离子电池温熵系数的测试装置。
[0009]本专利技术的第三个目的在于提供一种终端设备。
[0010]本专利技术的第四个目的在于提供一种存储介质。
[0011]本专利技术的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0012]一种锂离子电池温熵系数的测试方法，所述方法包括：
[0013]分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同SOC下的多个开路电压；
[0014]测试待测锂离子电池的全电池在不同SOC下的多个电路电压；
[0015]根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和全电池的多个电路电压，辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态，实现待测锂离子电池的全电池的电极平衡；
[0016]分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同温度、不同SOC下的多个温熵系数；将正极半电池的多个温熵系数插值成正极嵌锂态SOL的函数，同理将负极半电池的多个温熵系数插值成负极嵌锂态SOL的函数；
[0017]根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数，得到待测锂离子电池的温熵系数。
[0018]进一步的，所述根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和多个电路电压，辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态，包括：
[0019][0020][0021]OCV_sim(SOC)＝OCP_pos(SOL_pos)
‑
OCP_neg(SOL_neg)+V_Rs
[0022][0023]其中，Q_cell为测试待测锂离子电池的全电池的电路电压时的最大充电容量，单位为Ah；SOL_pos_0为全电池SOC＝0时正极嵌锂态；SOL_neg_0为全电池SOC＝0时负极嵌锂态；Q_pos为全电池中正极材料的理论容量，单位为Ah；Q_neg为全电池中负极材料的理论容量，单位为Ah；SOL_pos为全电池荷电态为SOC时正极嵌锂态，函数OCP_pos(SOL_pos)由正极半电池的多个开路电压确定；SOL_neg为全电池荷电态为SOC时负极嵌锂态，函数OCP_neg(SOL_neg)由负极半电池的多个开路电压确定；函数OCV_exp(SOC)由多个电路电压确定；V_Rs为测试半电池的开路电压过程中由于欧姆内阻造成的电压降，单位为V；
[0024]以函数Object取最小值为目标进行优化辨识得到SOL_pos_0和SOL_neg_0。
[0025]进一步的，所述函数OCP_pos(SOL_pos)由正极半电池的多个开路电压确定，包括：
[0026]将正极半电池在不同SOC下的多个开路电压插值成SOL的函数，记为OCP_pos(SOL_pos)，其中SOL_pos的值根据下式计算：
[0027][0028]其中，Q_ideal_pos为正极材料的理论最大比容量，单位通常为mAh/g；Q_max_pos为测试正极半电池的开路电压过程中最大充电比容量，单位通常为mAh/g；x表示充电比容量与最大充电比容量的比值；
[0029]同理，将负极半电池在不同SOC下的多个开路电压插值成SOL的函数，记为OCP_pos(SOL_neg)，其中SOL_neg的值根据下式计算：
[0030][0031]其中，Q_ideal_neg为负极材料的理论最大比容量，单位通常为mAh/g；Q_max_neg为测试负极半电池的开路电压过程中最大充电比容量，单位通常为mAh/g。
[0032]进一步的，所述函数OCV_exp(SOC)由多个电路电压确定，具体为：
[0033]将不同SOC下的多个电路电压插值成SOC的函数，记为OCV_exp(SOC)。
[0034]进一步的，所述根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数，得到待测锂离子电池的温熵系数，包括：
[0035]根据正、负极的起始嵌锂态，得到全电池荷电态为SOC时的正、负极嵌锂态；
[0036]将正极嵌锂态代入插值成正极嵌锂态SOL的函数中，将负极嵌锂态代入插值成负极嵌锂态SOL的函数中，将第一个函数的结果减去第二个函数的结果得到待测锂离子电池的温熵系数。
[0037]进一步的，所述插值成正极嵌锂态SOL的函数记为其中SOL_pos的值根据下式计算：
[0038][0039]其中，Q_ideal_pos为正极材料的理论最大比容量，单位通常为mAh/g；Q_max_pos为测试正极半电池的开路电压过程中最大充电比容量，单位通常为mAh/g；x表示充电比容量与最大充电比容量的比值，取多个不同的确定值；
[0040]插值成负极嵌锂态SOL的函数记为其中SOL_neg的值根据下式计算：
[0041][0042]其中，Q_ideal_neg为负极材料的理论最大比容量，单位通常为mAh/g；Q_max_ne本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池温熵系数的测试方法，其特征在于，所述方法包括：分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同SOC下的多个开路电压；测试待测锂离子电池的全电池在不同SOC下的多个电路电压；根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和全电池的多个电路电压，辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态，实现待测锂离子电池的全电池的电极平衡；分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同温度、不同SOC下的多个温熵系数；将正极半电池的多个温熵系数插值成正极嵌锂态SOL的函数，同理将负极半电池的多个温熵系数插值成负极嵌锂态SOL的函数；根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数，得到待测锂离子电池的温熵系数。2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和多个电路电压，辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态，包括：括：OCV_sim(SOC)＝OCP_pos(SOL_pos)
‑
OCP_neg(SOL_neg)+V_Rs其中，Q_cell为测试待测锂离子电池的全电池的电路电压时的最大充电容量，单位为Ah；SOL_pos
_
0为全电池SOC＝0时正极嵌锂态；SOL_neg
_
0为全电池SOC＝0时负极嵌锂态；Q_pos为全电池中正极材料的理论容量，单位为Ah；Q_neg为全电池中负极材料的理论容量，单位为Ah；SOL_pos为全电池荷电态为SOC时正极嵌锂态，函数OCP_pos(SOL_pos)由正极半电池的多个开路电压确定；SOL_neg为全电池荷电态为SOC时负极嵌锂态，函数OCP_neg(SOL_neg)由负极半电池的多个开路电压确定；函数OCV_exp(SOC)由多个电路电压确定；V_Rs为测试半电池的开路电压过程中由于欧姆内阻造成的电压降，单位为V；以函数Object取最小值为目标进行优化辨识得到SOL_pos_0和SOL_neg_0。3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述函数OCP_pos(SOL_pos)由正极半电池的多个开路电压确定，包括：将正极半电池在不同SOC下的多个开路电压插值成SOL的函数，记为OCP_pos(SOL_pos)，其中SOL_pos的值根据下式计算：其中，Q_ideal_pos为正极材料的理论最大比容量，单位通常为mAh/g；Q_max_pos为测试正极半电池的开路电压过程中最大充电比容量，单位通常为mAh/g；x表示充电比容量与最大充电比容量的比值；同理，将负极半电池在不同SOC下的多个开路电压插值成SOL的函数，记为OCP_pos
(SOL_neg)，其中SOL_neg的值根据下式计算：其中，Q_ideal_neg为负极材料的理论最大比容量，单位通常为mAh/g；Q_max_neg为测试负极半电池的开路电压过程中最大充电比容量，单位通常为mAh/g。4.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述函数OCV_exp(SOC)由多个电路电压确定，具体为：将不同SOC下的多个电路电压插值成SOC的函数，记为OCV_exp(SOC)。5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数，得到待测锂离子电池的温熵系数，包括：根据正、负极的起始嵌锂态，得到全电池荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈娟，王卓，
申请(专利权)人：广州巨湾技研有限公司，
类型：发明
国别省市：