[发明专利]监测锂离子电池膨胀的方法

说明书

技术领域

本申请涉及清洁能源领域，具体而言，涉及一种监测锂离子电池膨胀的方法。

背景技术

自锂离子电池实现商品化以来，锂离子电池因其质量轻、电压高、体积小、无记忆效应、比能量高、循环寿命长，环境友好等诸多优点，迅速在便携式移动电源、移动电话、笔记本电脑、照相机以及其他便携式电子产品领域不断的扩大推广应用。随着石化能源的耗竭，以及世界范围内的污染加剧，人们对清洁能源的呼声越来越高，从而使得锂离子电池迅速占领石化能源这一重要位置。

经过长期研究发现，锂离子电池在使用过程中可能发生膨胀，而膨胀问题会对锂离子电池的安全问题造成较大的影响，并且也会影响电芯的循环寿命。

因此，如何监测与锂离子电池膨胀相关的参数，以对锂离子电池的膨胀过程进行研究，是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种监测锂离子电池膨胀的方法，能够监测与锂离子电池膨胀过程相关的参数。

根据本申请实施例所提供的一种监测锂离子电池膨胀的方法，包括下列步骤：

监测所述锂离子电池的电芯壳体因膨胀对外界的施力变化以及所述电芯壳体内部的气体受力变化；

分析所述电芯壳体因膨胀对外界的施力变化以及内部气体受力变化，得到因电极膨胀对所述电芯壳体的施力变化。

上述的方法中，

监测所述锂离子电池的所述电芯壳体因膨胀对外界的施力变化的步骤包括：监测所述电芯壳体的单位面积因膨胀对外界所施加的膨胀压强P₁；

监测所述电芯壳体内部的气体受力变化的步骤包括：监测所述电芯壳体内部的气体压强P₂；

分析所述电芯壳体因膨胀对外界的施力变化以及内部气体的受力变化，得到因电极膨胀对所述电芯壳体的施力变化的步骤包括：确定因电极膨胀施加于所述电芯壳体的膨胀压强P₃为P₁-P₂。

上述的方法中，所述电芯壳体至少具有一个可形变平面；监测所述电芯壳体的单位面积因膨胀对外界所施加的膨胀压强P₁的步骤包括：

对所述电芯壳体上的可形变面的形变能力进行限制，使其仅具有一个可发生形变的可形变平面；

对所述电芯壳体的移动能力进行限制；

监测所述可形变平面膨胀形变所产生的压力F₁；

获取所述可形变平面的表面积S₁；

确定膨胀压强P₁为F₁/S₁。

上述的方法中，所述电芯壳体的可形变面仅包括相对的两个可形变平面；

对所述电芯壳体的表面的移动及形变能力进行限制，使其仅具有一个可形变平面的步骤包括：

将所述电芯壳体的一个可形变平面与一块由刚性材料制成的阻挡物完全贴合，将所述电芯壳体的另一个可形变平面与另一块由刚性材料制成的阻挡物完全贴合；

限制其中一块所述阻挡物的移动能力；

监测未被限制移动能力的所述阻挡物受到的所述电芯壳体的推力，确定为F₁。

上述的方法中，所述电芯壳体具有不可形变面；

监测所述电芯壳体内部的气体压强P₂的步骤包括：从所述电芯壳体的不可形变面监测所述电芯壳体内部的气体压强P₂。

上述的方法中，监测所述电芯壳体内部的气体压强P₂的步骤之后还包括：

提取所述电芯壳体内部的部分气体；

在与电芯壳体内部连通的状态下测量所述提取的气体的体积V₂、温度T₂以及气体压强P₄；

所产内部气体的体积V₃为P₄V₂/(P₂-P₄)；

所产内部气体的物质的量n₂为P₂V₃/RT₂；

其中，R为理想气体常数。

上述的方法中，所述电芯壳体具有不可形变面；

所述提取电芯壳体内部的气体的步骤包括：从所述电芯壳体的不可形变面提取所述电芯壳体内部的气体。

上述的方法中，所述电芯壳体具有不可形变面，所述不可形变面上设有一采集处；