【技术实现步骤摘要】
一种基于超声谐振谱无损检测锂电池的装置及方法
[0001]本专利技术属于锂电池检测
，具体涉及一种基于超声谐振谱无损检测锂电池的装置及方法
。
技术介绍
[0002]锂离子电池是迄今综合性能最为优异的电化学储能装置，已被广泛应用于
3C
电子产品
、
新能源汽车以及其他移动电子设备等领域
。
锂离子电池在生产和使用过程中，易出现起皱
、
产气
、
浸润不良
、
析锂
、
挤压破损等安全性或使用性能失效
。
其中内芯极片涂布及隔膜起皱将导致电池内部电阻分布的不均匀将影响锂电池的循环性能
。
锂电池在化成
、
过充
、
过放
、
存储过程中，可能会产生氢气
、
一氧化碳
、
二氧化碳等气体，若锂电池内部气体达到一定的量，不仅影响锂电池的使用性能，而且使得电池安全性存在较大隐患
。>已有研究表明，锂离本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种基于超声谐振谱无损检测锂电池的装置，其特征在于，包括扫频信号发生模块
、
功率放大模块
、
发射超声换能器
、
接收超声换能器
、
前置放大模块
、
数据采集模块和锁相放大模块
。2.
如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射超声换能器和接收超声换能器得到基于透射波的超声谐振谱，所述发射超声换能器和接收超声换能器通过耦合剂分别置于锂电池两侧表面
。3.
如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射超声换能器和接收超声换能器替换为双晶超声换能器，所述双晶超声换能器得到基于反射波的超声谐振谱，所述双晶超声换能器包括发射单元和接收单元，所述双晶超声换能器通过耦合剂置于锂电池侧表面
。4.
一种如权利要求1‑3任一项所述的装置在检测锂电池失效状态和定量评估锂电池
SoC
上的应用
。5.
一种如权利要求1‑3任一项所述的装置检测锂电池失效状态的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)
将扫频信号进行功率放大之后作为发射超声的激励信号，并以此扫频信号作为参考信号，对接收超声的信号进行锁相处理，得到锂电池不同位置处基于透射波或反射波的超声谐振谱；
(2)
从超声谐振谱中识别若干谐振频率并分析超声谐振谱特征；
(3)
分析超声谐振谱信号中的通带与禁带特征；
(4)
从超声谐振谱信号中提取不同频率点透射波或反射波的幅度信息，得到若干频点处锂电池透射波或反射波幅度云图以及锂电池的机械品质因子
Q
M
＝
f/
Δ
f
，其中
f
为谐振频率，
Δ
f
为
‑
3dB
带宽；
(5)
对锂电池失效状态进行检测
。6.
如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤
(1)
中发射超声的为发射超声换能器或双晶换能器发射单元，接收超声的为接收超声换能器或双晶换能器接收单元
。7.
如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤
(1)
‑
(4)
中超声谐振谱的带宽选用
10kHz
‑
10MHz。8.
如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤
(2)
中谐振频率为超声谐振谱中每一个谐振峰所对应的频率，超声谐振谱特征包括谐振频率的大小及分布
、
谱幅度分布以及谐振峰的尖锐度
。9.
如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤
(5)
中锂电池失效状态中的浸润不良的检测方法包括如下步骤：
(1)
分析锂电池不同空间位置处基于反射波或透射波的超声谐振谱中谐振频率值和谐振模式数目的变化，以及谐振峰尖锐度的变化；
(2)
基于反射波的超声谐振谱提取所有扫描测量空间点处反射波在若干频率点处的...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤立国，王书嘉，王少飞，臧家贺，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。