[发明专利]一种规避锂离子电池内短路风险的安全防护方法及系统

说明书

本发明公开了一种规避锂离子电池内短路风险的安全防护方法及系统，本方法根据不同工况下锂离子电池内短路产生的后果C以及发生概率P预测内短路发生的风险R，并根据内短路风险R建立风险等级，然后根据实际工况判断当前的危险等级，最后通过改变工况，降低内短路风险等级，达到主动安全防护的目的。本方法克服了被动防护技术的滞后性，过主动改变运行工况等手段降低内短路发生的风险，从而提高电池的安全性。而且该方法兼容性好，可以在原来被动安全防护基础上进行添加，进一步实现主被动相结合的内短路防护。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种规避锂离子电池内短路风险的安全防护方法及系统。

背景技术

锂离子电池具有高能量密度、长寿命、环保等优点，在电动汽车领域得到了广泛的应用。但是，目前电池的热安全问题依然是制约着动力电池行业发展的关键问题，亟待解决。

内短路是引发锂离子电池热失控的主要原因。内短路发生后，电流聚集在内短路点通过，产生大量的焦耳热，导致局部高温，最后甚至引起热失控。内短路产生的原因主要有：制造缺陷(包括隔膜破坏，内嵌金属颗粒杂质等)、锂枝晶刺穿隔膜以及隔膜热分解。由于内短路形式，以及SOC、内阻、当前温度、电压等参数不同，导致内短路发生的效果也不同，直接表现为内短路后的最高温度不同。若最高温度高于热失控的诱发温度(约150℃，一般以隔膜的熔化温度为诱发温度)，则极易引发热失控。尽管内短路由于内短路形式不同、工况不同而出现不同效果，但是发生内短路后的效果，是可以预测的。而预测内短路发生效果的计算模型，主要有电-热耦合模型以及电化学-热耦合模型。

目前所采用的热安全防护技术，大多是等待热失控发生后才进行被动防护的，具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种规避锂离子电池内短路风险的安全防护方法，以在电池没有发生内短路的情况下，进行风险预测，并通过规避风险的方法进行主动防护，保证了电池的安全性的同时，也保证了电池的使用寿命。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种规避锂离子电池内短路风险的安全防护方法，所述方法包括

建立内短路模型；

获得被测锂离子电池当前的工况参数，并通过内短路模型来计算出被测锂离子电池当前工况下若发生三种主要形式内短路时的最高温度T_max，1、T_max，2、T_max，3；三种主要形式内短路分别为：阳极-阴极内短路、阳极集流体-阳极内短路和阴极集流体-阳极内短路；

根据统计数据，查找得出T_max，1、T_max，2、T_max，3三个温度所对应的当前工况下被测锂离子电池三种主要形式内短路的发生概率P₁、P₂、P₃；

根据T_max，1、T_max，2、T_max，3以及P₁、P₂、P₃来计算得出当前工况下被测锂离子电池的内短路风险R，并根据内短路风险R来调整被测锂离子电池的工况，以保证被测锂离子电池的安全性。

通过如下公式来计算出当前工况下被测锂离子电池内短路风险：