一种锂离子电池自放电的检测方法、装置、电池与流程

本发明涉及锂电池，具体为一种锂离子电池自放电的检测方法、装置、电池。

背景技术：

1、当前，能源、环境间的矛盾迫使人们寻找清洁能源，而锂离子电池以其在微型电池中的高能量密度而成为先驱和市场领导者。这是一个紧凑的，循环充放电寿命可轻松超过1000次的电化学储能器件。它的尺寸可以从几微米到大型电池，可以为计算机存储芯片、通信设备、彩色电影和电动汽车(ev)提供电力。令人不安的是，如何管理锂离子电池的一致性是一个很大的问题，生产过程中的任何粉尘，杂质或者其他细致的差异都会造成电池性能的滑铁卢式下跌。在锂离子电池的一致性问题中，自放电问题一直是令众多研究者头疼的问题之一。

2、传统的自放电检验方法为“剩余容量法”或“k值法”。前者能够准确测定出自放电的电流但费时费力严重影响生产效率，后者可以较快地得到自放电的大小，但是由于“k值法”是将电池充电至某一电压v1，随后静置一段时间t后的电压为v2，k＝(v1-v2)/t，即通过相同时间内的压降来区分自放电程度。但这存在一个严重的问题，由于电池充放电过程中存在“平台区”，即电压变化非常小，这造成了“k值法”的测试需要避过这些平台区。

3、“剩余容量法”是指将电池进行两次充放电，第一次在电压v1时进行放电，截止时放出容量q1，再将电池充电至v1后静置一段时间t1，进行放电，此次放电容量为q2，则自放电电流isd＝(q1-q2)/t1。与“k值法”相比，该方法能准确地测得自放电电流，费时费力。

4、两种方法虽然各有优劣势，但都仅能用于区分自放电程度，无法判断自放电的形成原因是内部短路还是正极或者负极的副反应。而自放电的形成原因对于锂离子电池生产线的产品自放电品级分类或是对于产品的后续研发改进都是非常重要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种锂离子电池自放电的检测方法、装置、电池，可快速判断一种锂离子电池自放电程度强弱以及自放电形成原因的方法，便于后续产品自放电平级的分类或是指导产品的后续研发改进。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种锂离子电池自放电的检测方法，本方法包括以下步骤：

4、测量电池在静置时间内的电压降和容量损失；

5、利用恒流充放电时电池的开路电压-容量曲线近似得到自放电电流；

6、通过k值法获取电压降与静置时间的比值，估算自放电电流的大小；

7、分析电池的开路电压-容量曲线，确定自放电的形成原因。

8、上述技术方案中，使用参比电极获得自放电电流和电压降。

9、上述技术方案中，通过差分电压分析法来获得自放电电流和电压降。

10、上述技术方案中，所述自放电的形成原因包括内部物理短路或正极/负极化学自放电。

11、上述技术方案中，分析电池的开路电压-容量曲线，确定自放电的形成原因，包括：

12、当i正极自放电≈i负极自放电，则自放电方式为物理自放电；

13、当i正极自放电>i负极自放电，则自放电方式正极化学自放电；

14、当i正极自放电<i负极自放电，则自放电方式负极化学自放电。

15、本发明提供一种测试装置，用于测试锂离子电池自放电的原因，本装置包括：

16、电压测量单元，用于测量电池的开路电压；

17、容量测量单元，用于测量电池的容量损失；

18、时间控制单元，用于控制电池的静置时间；

19、数据处理单元，用于计算自放电电流，分析电池的开路电压-容量曲线，确定自放电的形成原因。

20、上述技术方案中，所述数据处理单元通过参比电极或者差分电压法获得自放电电流和电压降。

21、上述技术方案中，所述数据处理单元分析电池的开路电压-容量曲线，确定自放电的形成原因，包括：

22、当i正极自放电≈i负极自放电，则自放电方式为物理自放电；

23、当i正极自放电>i负极自放电，则自放电方式正极化学自放电；

24、当i正极自放电<i负极自放电，则自放电方式负极化学自放电。

25、本发明提供一种锂离子电池，包括：通过如上所述锂离子电池自放电的检测方法进行了计算自放电电流并分析自放电的形成原因。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、本发明提供了一种锂离子电池自放电的检测方法、装置、电池，测量电池在静置时间内的电压降和容量损失，利用恒流充放电时电池的开路电压-容量曲线近似得到自放电电流，通过k值法获取电压降与静置时间的比值，估算自放电电流的大小，分析电池的开路电压-容量曲线，确定自放电的形成原因。本发明能够显著提高检测效率，同时能够判断自放电的形成原因，为电池的品级分类和研发改进提供重要依据。

技术特征：

1.一种锂离子电池自放电的检测方法，其特征在于，本方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的锂离子电池自放电的检测方法，其特征在于，使用参比电极获得自放电电流和电压降。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池自放电的检测方法，其特征在于，通过差分电压分析法来获得自放电电流和电压降。

4.根据权利要求2或3所述的锂离子电池自放电的检测方法，其特征在于，所述自放电的形成原因包括内部物理短路或正极/负极化学自放电。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池自放电的检测方法，其特征在于，分析电池的开路电压-容量曲线，确定自放电的形成原因，包括：

6.一种测试装置，其特征在于，用于测试锂离子电池自放电的原因，本装置包括：

7.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于，所述数据处理单元通过参比电极或者差分电压法获得自放电电流和电压降。

8.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述数据处理单元分析电池的开路电压-容量曲线，确定自放电的形成原因，包括：

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括：通过权利要求1至5任一项所述锂离子电池自放电的检测方法进行了计算自放电电流并分析自放电的形成原因。

技术总结
本发明公开了一种锂离子电池自放电的检测方法、装置、电池，本方法包括以下步骤：测量电池在静置时间内的电压降和容量损失；利用恒流充放电时电池的开路电压‑容量曲线近似得到自放电电流；通过K值法获取电压降与静置时间的比值，估算自放电电流的大小；分析电池的开路电压‑容量曲线，确定自放电的形成原因。本发明可快速判断一种锂离子电池自放电程度强弱以及自放电形成原因的方法，便于后续产品自放电平级的分类或是指导产品的后续研发改进。

技术研发人员：施佚涵,张智翔,刘文通,杨昌军
受保护的技术使用者：江苏木星时代储能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5