一种电池原位析锂检测和电池容量修复系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电池原位析锂检测和电池容量修复系统及方法，尤其涉及电池检测技术领域，包括获取模块，用以对新鲜电池进行老化测试以获取目标电池各参数的标准阈值；测试模块，用以测试目标电池，得到测试数据；分析模块，用以根据标准阈值和测试数据对目标电池进行分析并根据析锂风险对目标电池标记；判断模块，用以根据目标电池的标记判断电池状态；处理模块，用以根据电池状态对目标电池进行处理，判定目标电池是否为老化电池；修复模块，用以对老化电池进行修复。本发明专利技术提供的一种电池原位析锂检测和电池容量修复系统及方法在不拆卸蓄电池的状态下检测动力电池的析锂状态，部分消除电池表面析锂，降低电池析锂检测成本，提高检测效率。提高检测效率。提高检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种电池原位析锂检测和电池容量修复系统及方法


[0001]本专利技术涉及电池检测
，尤其涉及一种电池原位析锂检测和电池容量修复系统及方法。

技术介绍

[0002]电池在频繁的充放电使用后易发生析锂，析锂的产生会影响降低电池的安全特性，因此析锂的检测和判断变得尤为重要。目前，常见的析锂方法大致分为通入植入第三支电极的方式、通过先进分析表征方式、拆解目视法，目前存在的问题是常见的析锂方法都需要破坏电池才能进行析锂观察。
[0003]中国专利公开号：CN202210022682.0公开了一种电池析锂检测方法，包括获取待检测电池在放电过程中预设时间段的电压信号和电流信号。根据上述信号确定第一目标特征参数，所述第一目标特征参数用于表征所述电压信号中处于稳定状态的本征模函数。基于所述第一目标特征参数和所述电流信号，确定所述待检测电池是否发生析锂。其中，需要根据变分模态分解算法确定多个本征模函数及各本征模函数对应的中心频率。实现该方案电池析锂检测成本高、检测效率低且实用性低。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种电池原位析锂检测和电池容量修复系统及方法，用以克服现有技术中电池析锂检测成本高、检测效率低且实用性低的问题。
[0005]为实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种电池原位析锂检测和电池容量修复系统，包括，
[0006]获取模块，用以对新鲜电池进行老化测试以获取目标电池各参数的标准阈值；
[0007]测试模块，用以测试目标电池得到测试数据，所述测试模块内设有多阶段恒压放电单元、小电流充放电单元和低温交流阻抗单元，所述多阶段恒压放电单元，用以对目标电池进行多阶段恒压放电测试，得到目标电池第一次阶梯放电的容量D3、第二次阶梯放电的容量D4和目标电池标称容量D5，所述小电流充放电单元，用以对目标电池进行小电流充放电测试，得到目标电池的放电容量D6和目标电池的放电电压U1，所述低温交流阻抗单元，用以对目标电池进行低温交流阻抗测试，得到目标电池的欧姆阻抗和目标电池的固体电解质阻抗与固体电解质阻抗的和；
[0008]分析模块，用以根据所述获取模块获取的标准阈值和所述测试模块测试得到的测试数据对目标电池进行分析，包括根据目标电池的第一次阶梯放电的容量D3对目标电池的析锂风险进行分析、根据目标电池的微分容量曲线对目标电池的析锂风险进行分析和根据目标电池的欧姆阻抗对目标电池的析锂风险进行分析，以判断目标电池的析锂风险，所述分析模块针对不同分析过程分别对目标电池进行标记，存在析锂风险时标记为正，不存在析锂风险时标记为负；
[0009]判断模块，用以根据电池分析结果中目标电池的标记判断电池状态，所述电池状
态包括A级风险、B级风险和不存在析锂风险；
[0010]处理模块，用以根据电池状态对目标电池进行处理，判定目标电池是否为老化电池，是否需要容量修复；
[0011]修复模块，用以对老化电池进行修复。
[0012]进一步地，所述获取模块对新鲜电池进行老化测试，并将测试结果作为目标电池对应参数的标准阈值，所述老化测试包括多阶段恒压放电测试、小电流充放电测试和低温交流阻抗测试，其中，
[0013]在进行多阶段恒压放电测试时，所述获取模块在预设第一电池容量C1条件下对新鲜电池恒流充电至预设第一电压V1，再恒压充电至预设第二电池容量C2,得到标准第一次阶梯放电的容量D1，静置预设第一时间间隔
△
T1后，对新鲜电池在预设第二电池容量C2条件下恒流放电至预设第二电压V2,再恒压放电至预设第三电池容量C3，得到标准第二次阶梯放电的容量D2，设定第一阈值为E0，电池标称容量为D，E0＝D2/D,所述电池标称容量为D是指电池O.2C放电时的放电容量，其中C为电池额定容量；
[0014]在进行小电流充放电测试时，所述获取模块在预设第三电池容量C3条件下对新鲜电池恒流充电至预设第三电压V3，再恒压充电至预设第四电池容量C4，静置预设第二时间间隔
△
T2，在预设第五电池容量C5条件下恒流放电至预设第四电压V4，静置预设第二时间间隔
△
T2，在预设第五电池容量C5条件下恒流充电至预设第五电压V5，静置预设第二时间间隔
△
T2，得到标准放电容量D0、标准放电电压U0，根据标准放电容量D0、标准放电电压U0做增量容量分析，绘制dQ/dV
‑
V微分容量曲线，得到标准微分容量曲线；
[0015]在进行低温交流阻抗测试时，所述获取模块在预设第一温度T1和预设第六电池容量C6条件下对新鲜电池充电至预设动力电池电荷量SOC1，在预设第二温度T2静置预设第三时间间隔
△
T3，进行交流阻抗测试，绘制交流阻抗实部
‑
虚部曲线，并采用Z
‑
view软件进行二阶RC电路拟合得到标准欧姆阻抗和标准固体电解质阻抗与固体电解质阻抗的和，设定标准欧姆阻抗为F0，标准固体电解质阻抗与固体电解质阻抗的和为G0。
[0016]进一步地，在对目标电池进行测试时，所述多阶段恒压放电单元在预设第一电池容量C1条件下对目标电池恒流充电至预设第一电压V1，再恒压充电至预设第二电池容量C2,得到目标电池的第一次阶梯放电的容量D3，静置预设第一时间间隔
△
T1后，在预设第二电池容量C2条件下恒流放电至预设第二电压V2,再恒压放电至预设第三电池容量C3，得到目标电池的第二次阶梯放电的容量D4；
[0017]所述小电流充放电单元在预设第三电池容量C3条件下对目标电池恒流充电至预设第三电压V3，再恒压充电至预设第四电池容量C4，静置预设第二时间间隔
△
T2，在预设第五电池容量C5条件下恒流放电至预设第四电压V4，静置预设第二时间间隔
△
T2，在预设第五电池容量C5条件下恒流充电预设第五电压V5，静置预设第二时间间隔
△
T2，得到目标电池的放电容量D6，目标电池的放电电压U1，根据目标电池的放电容量D6，目标电池的放电电压U1做增量容量分析，绘制dQ/dV
‑
V微分容量曲线，得到目标电池的微分容量曲线；
[0018]所述低温交流阻抗单元在预设第一温度T1和预设第六电池容量C6条件下对目标电池充电至SOC1，在预设第二温度T2静置预设第三时间间隔
△
T3后进行交流阻抗测试，绘制交流阻抗实部
‑
虚部曲线，并进行二阶RC电路拟合得到目标电池的欧姆阻抗和目标电池的固体电解质阻抗与固体电解质阻抗的和,设定目标电池的欧姆阻抗为F1，目标电池的固
体电解质阻抗与固体电解质阻抗的和为G1。
[0019]进一步地，所述分析模块将目标电池的第一次阶梯放电的容量D3与预设放电容量C0进行比对，并根据比对结果对目标电池的析锂风险进行分析，其中，
[0020]当D3＜C0时，设定目标电池判定值为E1，设定E1＝D4/D5,所述分析模块将E1与E0进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池原位析锂检测和电池容量修复系统，其特征在于，包括，获取模块，用以对新鲜电池进行老化测试以获取目标电池各参数的标准阈值；测试模块，用以测试目标电池得到测试数据，所述测试模块内设有多阶段恒压放电单元、小电流充放电单元和低温交流阻抗单元，所述多阶段恒压放电单元，用以对目标电池进行多阶段恒压放电测试，得到目标电池第一次阶梯放电的容量D3、第二次阶梯放电的容量D4和目标电池标称容量D5，所述小电流充放电单元，用以对目标电池进行小电流充放电测试，得到目标电池的放电容量D6和目标电池的放电电压U1，所述低温交流阻抗单元，用以对目标电池进行低温交流阻抗测试，得到目标电池的欧姆阻抗和目标电池的固体电解质阻抗与固体电解质阻抗的和；分析模块，用以根据所述获取模块获取的标准阈值和所述测试模块测试得到的测试数据对目标电池进行分析，包括根据目标电池的第一次阶梯放电的容量D3对目标电池的析锂风险进行分析、根据目标电池的微分容量曲线对目标电池的析锂风险进行分析和根据目标电池的欧姆阻抗对目标电池的析锂风险进行分析，以判断目标电池的析锂风险，所述分析模块针对不同分析过程分别对目标电池进行标记，存在析锂风险时标记为正，不存在析锂风险时标记为负；判断模块，用以根据电池分析结果中目标电池的标记判断电池状态，所述电池状态包括A级风险、B级风险和不存在析锂风险；处理模块，用以根据电池状态对目标电池进行处理，判定目标电池是否为老化电池，是否需要容量修复；修复模块，用以对老化电池进行修复。2.根据权利要求1所述的一种电池原位析锂检测和电池容量修复系统，其特征在于，所述获取模块对新鲜电池进行老化测试，并将测试结果作为目标电池对应参数的标准阈值，所述老化测试包括多阶段恒压放电测试、小电流充放电测试和低温交流阻抗测试，其中，在进行多阶段恒压放电测试时，所述获取模块在预设第一电池容量C1条件下对新鲜电池恒流充电至预设第一电压V1，再恒压充电至预设第二电池容量C2,得到标准第一次阶梯放电的容量D1，静置预设第一时间间隔
△
T1后，对新鲜电池在预设第二电池容量C2条件下恒流放电至预设第二电压V2,再恒压放电至预设第三电池容量C3，得到标准第二次阶梯放电的容量D2，设定第一阈值为E0，电池标称容量为D，E0＝D2/D,所述电池标称容量为D是指电池O.2C放电时的放电容量，其中C为电池额定容量；在进行小电流充放电测试时，所述获取模块在预设第三电池容量C3条件下对新鲜电池恒流充电至预设第三电压V3，再恒压充电至预设第四电池容量C4，静置预设第二时间间隔
△
T2，在预设第五电池容量C5条件下恒流放电至预设第四电压V4，静置预设第二时间间隔
△
T2，在预设第五电池容量C5条件下恒流充电至预设第五电压V5，静置预设第二时间间隔
△
T2，得到标准放电容量D0、标准放电电压U0，根据标准放电容量D0、标准放电电压U0做增量容量分析，绘制dQ/dV
‑
V微分容量曲线，得到标准微分容量曲线；在进行低温交流阻抗测试时，所述获取模块在预设第一温度T1和预设第六电池容量C6条件下对新鲜电池充电至预设动力电池电荷量SOC1，在预设第二温度T2静置预设第三时间间隔
△
T3，进行交流阻抗测试，绘制交流阻抗实部
‑
虚部曲线，并进行二阶RC电路拟合得到标准欧姆阻抗和标准固体电解质阻抗与固体电解质阻抗的和，设定标准欧姆阻抗为F0，标
准固体电解质阻抗与固体电解质阻抗的和为G0。3.根据权利要求1所述的一种电池原位析锂检测和电池容量修复系统，其特征在于，在对目标电池进行测试时，所述多阶段恒压放电单元在预设第一电池容量C1条件下对目标电池恒流充电至预设第一电压V1，再恒压充电至预设第二电池容量C2,得到目标电池的第一次阶梯放电的容量D3，静置预设第一时间间隔
△
T1后，在预设第二电池容量C2条件下恒流放电至预设第二电压V2,再恒压放电至预设第三电池容量C3，得到目标电池的第二次阶梯放电的容量D4；所述小电流充放电单元在预设第三电池容量C3条件下对目标电池恒流充电至预设第三电压V3，再恒压充电至预设第四电池容量C4，静置预设第二时间间隔
△
T2，在预设第五电池容量C5条件下恒流放电至预设第四电压V4，静置预设第二时间间隔
△
T2，在预设第五电池容量C5条件下恒流充电预设第五电压V5，静置预设第二时间间隔
△
T2，得到目标电池的放电容量D6，目标电池的放电电压U1，根据目标电池的放电容量D6，目标电池的放电电压U1做增量容量分析，绘制dQ/dV
‑
V微分容量曲线，得到目标电池的微分容量曲线；所述低温交流阻抗单元在预设第一温度T1和预设第六电池容量C6条件下对目标电池充电至SOC1，在预设第二温度T2静置预设第三时间间隔
△
T3后进行交流阻抗测试，绘制交流阻抗实部
‑
虚部曲线，并进行二阶RC电路拟合得到目标电池的欧姆阻抗和目标电池的固体电解质阻抗与固体电解质阻抗的和,设定目标电池的欧姆阻抗为F1，目标电池的固体电解质阻抗与固体电解质阻抗的和为G1。4.根据权利要求1所述的一种电池原位析锂检测和电池容量修复系统，其特征在于，所述分析模块将目标电池的第一次阶梯放电的容量D3与预设放电容量C0进行比对，并根据比对结果对目标电池的析锂风险进行分析，其中，当D3＜C0时，设定目标电池判定值为E1，设定E1＝D4/D5,所述分析模块将E1与E0进行比对，并根据比对结果对目标电池的析锂风险进行分析，其中，若E1≥E0，所述分析模块判定目标电池存在析锂风险，并对该目标电池标记为正；若E1＜E0，所述分析模块判定目标电池不存在析锂风险，并对该目标电池标记为负；当D3≥C0时，所述分析模块对目标电池进行重新测试，得到修正目标电池的第一次阶梯放电的容量D3
’
，其中，当D3
’
≥C0时，所述分析模块剔除该目标电池多阶段恒压放电单元的测试数据；当D3
’
＜C0时，所述分析模块获取修正目标电池的第二次阶梯放电的容量D4
’
，设定修正目标电池判定值为E1
’
，E1
’
＝D4
’
/D5,所述分析模块将E1
’
与E0进行比对，并根据比对结果对目标电池的析锂风险进行分析，其中，若E1
’
≥E0，所述分析模块判定目标电池存在析锂风险，并对该目标电池标记为正；若E1
’
＜E0，所述分析模块判定目标电池不存在析锂风险，并对该目标电池标记为负。5.根据权利要求4所述的一种电池原位析锂检测和电池容量修复系统，其特征在于，所述分析模块将所述小电流充放电单元测试得到的目标电池的微分容量曲线与标准微分容量曲线在预设第六电压V6和预设第七电压V7处的峰谷进行比对，并根据比对结果对目标电池进行析锂风险判定，其中，当预设第六电压V6目标电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，葛怡然，赵光宇，荣常如，孙焕丽，姜涛，赵慧超，王德平，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：