[发明专利]电池的性能参数的检测方法和系统及电池性能评估方法

说明书

本发明公开了一种电池的性能参数的检测方法和系统及电池性能评估方法。所述性能参数包括电动势E₀、内阻r和电功转化系数K，所述检测方法包括以下步骤：S₁、测量电池的电动势E₀；S₂、测量不同负荷下所述电池的两组以上的工作电流I和输出电压U；S₃、根据计算公式及所述两组以上的工作电流I和输出电压U计算内阻r和电功转化系数K，所述计算公式如下：K＝(IU+I²r)/(E₀‑U‑Ir)²。通过本发明获得的电动势E₀、内阻r和电功转化系数K，具有相应的稳定性，通过性能参数可定量标识电池的性能和品质。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池的性能参数的检测方法和系统及电池性能评估方法。

背景技术

电化学电池是一种将化学能转化成电能的电化学装置，其基本结构由阳极、阴极和电解质层所组成。由于电化学电池具有高效率、低排放等优点，目前在可移动电源及备份电源领域正获得广泛的应用，特别是作为动力电池，在电动汽车行业有着广阔的应用前景。随着动力电池作为一种商业产品进入商品市场，电池的性能参数的测量和表达也尤为迫切和重要。目前市场上的电池商品往往只有开路电压和电池容量(安培小时数)来标示电池性能，但是这两个参数并不能反映电池的放电和做功能力。要全面了解电池的放电性能，理论上可以通过测量电池的电压-电流曲线来判断，也就是通过测量不同工作电流时电池的输出电压，获得电池的电压-电流曲线，该曲线被称为电池的工作曲线，也称为电池的极化曲线。通过比对电池的工作曲线可以判断不同电池的放电和做功能力。然而用这一方法描述电池的发电性能往往不够简洁，在商业过程中不能以明确的数值来表达电池性能。常用的方法是采用某一特定工作电流下的输出电压值来评价电池性能的优劣，然而这一方法并不能全面反映整个电池工作曲线的电池特性。比如对于内电阻较大的电池，虽然在较小的工作电流下具有较高的输出电压，但是随着工作电流增大，输出电压会很快的衰减，这说明电池内电阻是影响电池发电性能的重要因素之一。

电池内阻值的大小，目前采用直流法和交流法两种方法来测量。其中直流法是通过测量电池的直流电压和直流电流信号来计算电池内阻。其具体方法是测量不同工作电流时电池的输出电压，通过计算电池电压与电流的变化率求得电池的内电阻值。由于电池工作曲线是一个非线性的曲线，其斜率值在不同工作电流时互不相同，用这种方法测量的电池内阻随工作电流大小而变化，因此无法获得一个具体单一的数值。而交流法的基本原理是将一已知的交流信号通过电池，通过测量该交流信号强度和相位的变化来推算电池内阻的大小。采用交流法测量电池内阻，所用的交流信号强度不宜过大以免影响电池内部的电化学反应，当电池内阻很小时，精确测量交流信号强度的变化量就很困难，电池内阻的测量误差也会随之增大。此外交流信号的频率也会影响所测电池内阻值的大小和精度。虽然交流法所测量的电池内阻值在一定程度上能够反映出电池内电阻的大小信息，但数值并不能等同于电池在某一实际工作状态下的电池内阻值。电池内阻值在检测方法上所表现出的不统一性及在不同工作电流时所表现出的不一致性，使商品电池难以标示电池内电阻这一重要的电池性能参数。

电池内部的导电性能决定了电池内电阻大小，会影响电池的放电性能；而电池内部的电化学反应特性同样也会影响电池的放电性能。具有良好的电化学反应特性的电池，反映在电池工作曲线上表现出较高的电池输出电压。相反，具有较差的电化学反应特性的电池，则会表现出较低的电池输出电压。然而目前这种影响电池放电性能的电化学反应特性同样缺少一种简洁明了的表达方式和性能参数用以说明和标示电池的不同放电和做功能力。在电池商品市场上，缺少适当的性能参数，既不方便用户选用合适的电池产品，又不利于产品生产企业提高产品质量提升市场竞争力，最终影响了电池行业的总体效益。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中不能通过定量的性能参数评估电池的缺陷，提供一种电池的性能参数的检测方法和系统及电池性能评估方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：