一种电池的预充电状态检测方法技术

本发明专利技术公开了一种电池的预充电状态检测方法，包括以下步骤：A：将不同质量的同种电解液分别注入同种电池，检测每次注入电解液后，电池在预充电状态下达到内压平稳时的内部压强Pi和Pj；B：计算第i次检测相对于第j次检测，电池内部的剩余体积Vij；C：多次检测后，得到第i次检测相对于其他次检测的剩余体积，对所述多个剩余体积进行统计处理后，将统计结果转化成所述电池在预充电状态下达到内压平稳时产生的气体的标准体积。本发明专利技术提供的技术方案不仅便于实施，可操作性好，而且准确度高，用途广泛，能够显著提高电池的合格率，有效减少安全隐患。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池领域，尤其涉及。
技术介绍
锂离子电池在充、放电过程中，电解液发生电化学反应而形成SEI (固体电解质界面膜)时会在电池内部产生大量的气体，这些气体会对锂电池的制造和使用都带来一定的安全隐患。例如圆柱形锂电池的使用过程中，如果电池内部在短时间内产生的气体较多，可能导致CID (泄压阀)保护装置中的翻转片翻转，或者高压气体冲破封口板上机械性能相对较弱的泄压阀，甚至引起整个电池爆炸。锂电池在制造过程中，将电解液注入锂电池后，需要通过小电流对锂电池进行预充电，用于检测和识别电池性能，从而避免发生危险。将电解液注入锂电池后进行预充电时，如果未能准确地控制电池内部所产生气体的压强、体积等状况，仍然面临一定的安全隐患或可能造成其它的不良后果。例如对于圆柱形锂电池，如果预充电状态下电池内部气压过大，就会出现CID保护装置中的翻转片翻转的突发事件，降低产品的合格率；对于方形锂电池，虽然可以采用注液-预充电-补液-封口的生产工艺减少预充电状态下电池内部气压过大对电池结构带来的影响，然而，有时会出现电解液溢出的现象，不仅污染了车间环境，还可能腐蚀生产设备。一般情况下，锂电池的正、负电极材料的选择，电解液中引入的不同种类的添加剂等都是影响预充电过程中电池内部产生气体的数量的关键因素，因此，需要对不同形状和体积、选用不同电解液的锂电池在预充电状态下电池内部所产生气体的体积、压强及其变化状态等进行检测，通过检测结果调整锂电池的正、负电极材料，以及电解液中的添加剂种类等，从而在保证锂电池性能的基础上，有效地控制电池内部产生的气体，减少安全隐患。然而，目前的实际生产中，仅能利用一定的检测设备在预充电状态下检测锂电池内部的气压，由于金属外壳对锂电池内部气体的膨胀形成束缚，外壳的体积几乎不发生变化，因此难以直接检测预充电状态下锂电池内部产生的气体的体积，更无法在一定状态下同时获得锂电池内部所产生气体的体积和压强。
技术实现思路
本专利技术要解决的主要技术问题是，提供一种便于实施且准确度高的电池的预充电状态检测方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供，包括以下步骤A 将不同质量的同种电解液分别注入同种电池，检测每次注入电解液后，所述电池在预充电状态下达到内压平稳时的内部压强Pi和Pj ；B 计算第i次检测相对于第j次检测，所述电池内部的剩余体积Vij PXmi -m,)其中mi为第i次检测时注入电池的电解液的质量&为第j次检测时注入电池的电解液的质量；P为电解液的密度，i ^ j ；C 多次检测后，得到第i次检测相对于其他次检测的剩余体积，对所述多个剩余体积进行统计处理后，将统计结果转化成所述电池在预充电状态下达到内压平稳时产生的气体的标准体积；或者，将第i次检测相对于其他次检测的剩余体积分别转化成标准体积后，对所述多个转化结果进行统计处理。得到所述电池在预充电状态下达到内压平稳时产生的气体的标准体积。优选地，所述步骤C还包括以下子步骤Cl 计算第i次检测相对于所有其他次的检测，所述电池内部的平均剩余体积^ Yv-台11V 二^~ ‘π-1其中，η为检测次数，η彡2 ；C2:将所述平均剩余体积^转化成所述电池在预充电状态下达到内压平稳时产生的气体的标准体积Vtl V0=V1(P1-I)其中，PiW at为单位。优选地，所述步骤B中，Hii小于所有其他次的检测时注入所述电池的电解液的质量。所述步骤A中，按照注入电解液的质量逐次递增的顺序对所述电池进行检测；所述步骤B中，i = 1。所述电池为圆柱形锂电池或方形锂电池。一种实施方式中，所述预充电电流的大小为0. 2C ；所述预充电时间为1小时。本专利技术的有益效果是本专利技术提供的检测方法克服了现有技术无法直接检测电池在预充电状态下内部产生气体的体积的问题，不仅便于实施，可操作性好，而且准确度高， 用途广泛，能够显著提高产电池的合格率，有效减少安全隐患。附图说明图1为本专利技术对型号为583346的软包装电池进行三次检测的体积变化示意图；图2为本专利技术对型号为654173的软包装电池进行三次检测的体积变化示意图；图3为本专利技术一种实施例的锂电池的内部压强检测装置示意图；图4为本专利技术的流程图；图5为本专利技术一种实施方式中，对型号为18650-2. 2Ah的锂电池进行第1次检测的压强变化示意图；图6为本专利技术一种实施方式中，对型号为18650-2. 2Ah的锂电池进行第2次检测的压强变化示意图；图7为本专利技术一种实施方式中，对型号为18650-2. 2Ah的锂电池进行第3次检测的压强变化示意图；图8为本专利技术一种实施方式中，对型号为18650-2. 2Ah的锂电池进行第4次检测的压强变化示意图。具体实施例方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。对于具有金属外壳的锂电池，难以直接检测其在预充电状态下内部产生的气体的体积，而对于软包装电池，在预充电过程中能够将电解液进行电化学反应而产生的气体充入体积可变的气囊，因此很容易通过气囊的体积变化来检测电池内部产生的气体的体积变化。实施例一如图1所示，本专利技术对型号为583346的软包装锂电池进行三次预充电状态检测， 预充电电流都为0. 2C，预充电时间都为lh，三次检测注入锂电池的同种电解液的质量分别为3. 40g、3. 26g和2. 94g。通过即时记录气囊的体积变化数据得到了预充电状态下电池内部产生的气体的时间-体积变化图，可见三次检测过程中，当电池达到内压平稳时电池内部产生的气体的体积大约都为2. 5ml。如图2所示，本专利技术再对型号为654173的软包装锂电池进行三次预充电状态检测，预充电电流和时间同上，三次检测注入锂电池的同种电解液质量分别为6. 60g、6.31g 和5.95g。由预充电状态下电池内部产生的气体的时间-体积变化数据可知，三次检测过程中，当电池达到内压平稳时电池内部产生的气体的体积大约都为5ml。结合图1和图2，有限次试验数据和分析结果表明对于具有一定形状、大小和容量的电池，或者说对于同种电池，注入电池的同种电解液的质量对预充电状态下电池内部产生的气体的体积影响很小，即对产生的气体的物质的量影响很小，其偏差几乎可以忽略不计。基于此，结合克拉珀龙方程式PV = nRT(1)其中，P表示气体的压强，单位为1 ；V表示气体的体积，单位为m3 ；η表示物质的量，单位为mol、T表示绝对温度，单位为K，R表示气体常数，对于所有气体，R为一固定值。可知对于同种电池，即使注入该电池的电解液的质量不同，然而在温度恒定的检测环境下，由于预充电状态下电池内部产生的气体的物质的量相同，电池内部产生的气体的压强与体积的积为一恒定值，即得到公式PiVi = PjVj(2)i和j分别表示不同的检测次数；第i次检测时注入的电解液的质量为Hii ；第j次检测时注入的电解液的质量为表示第i次检测时预充电状态下电池达到内压平稳时的内部压强A表示第j次检测时预充电状态下电池达到内压平稳时的内部压强％表示第i次检测时预充电状态下电池内部的剩余体积；Vj表示第j次检测时预充电状态下电池内部的剩余体积。实际上，每次检测时，预充电状态下电池内部在电化学反应中产生的气体与电池内部留有的空气混合后容纳在同一剩余空间，该剩余空间对应的剩余体积就等于未产生气体时电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电池的预充电状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：Ａ：将不同质量的同种电解液分别注入同种电池，检测每次注入电解液后，所述电池在预充电状态下达到内压平稳时的内部压强Ｐｉ和Ｐｊ；Ｂ：计算第ｉ次检测相对于第ｊ次检测，所述电池内部的剩余体积Ｖｉｊ：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｖ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｐ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）＆ｒｈｏ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｐ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｐ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）其中：ｍｉ为第ｉ次检测时注入电池的电解液的质量；ｍｊ为第ｊ次检测时注入电池的电解液的质量；ρ为电解液的密度，ｉ≠ｊ；Ｃ：多次检测后，得到第ｉ次检测相对于其他次检测的剩余体积，对所述多个剩余体积进行统计处理后，将统计结果转化成所述电池在预充电状态下达到内压平稳时产生的气体的标准体积；或者，将第ｉ次检测相对于其他次检测的剩余体积分别转化成标准体积后，对所述多个转化结果进行统计处理。得到所述电池在预充电状态下达到内压平稳时产生的气体的标准体积。...

【技术特征摘要】
1.一种电池的预充电状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤A 将不同质量的同种电解液分别注入同种电池，检测每次注入电解液后，所述电池在预充电状态下达到内压平稳时的内部压强Pi和Pj ；B 计算第i次检测相对于第j次检测，所述电池内部的剩余体积Vij 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括以下子步骤Cl 计算第i次检测相对于所有其他次的检测，所述电池内部的平均剩余体积^ 3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：任秀斌，
申请(专利权)人：深圳市比克电池有限公司，
类型：发明
国别省市：94