[发明专利]一种锂离子电池电化学极化阻抗的检测方法

说明书

本发明提出的一种锂离子电池电化学极化阻抗的检测方法，包括：将待检测电池置于恒温环境进行保温，然后将待检测电池充放电至预设的SOC状态并静置预设的第一时间段；获取第一时间段内电池的U‑t恢复曲线；对U‑t恢复曲线进行计算、拟合，获得待测试电池的电化学极化阻抗。该方法简单、易行、适用所有电池体系，本发明在锂离子电池极化研究方面具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电化学极化阻抗的检测方法。

背景技术

锂离子电池因其寿命长、能量高等优点，越来越备受关注。而极化阻抗是反应锂离子电池内部化学反应激烈程度的重要参数，可以用来判断电池的容量以及健康状态。极化阻抗主要分为三类，一类为欧姆极化阻抗，二类为电化学极化阻抗，三类为浓差极化阻抗，目前上述三类极化阻抗大多是通过交流阻抗(EIS)测试获得。由于极化阻抗的存在，电池在充放电过程中存在极化电压，如果极化阻抗过大，则电池在充放电过程中会过早的到达电压截止点，导致电池充放电容量过低，因此极化阻抗的研究具有很重要的意义。

有研究工作者表明，在工作电池断电的瞬间，欧姆极化阻抗产生的极化电势是瞬间发生的，表现为电压恢复曲线的直线上升或者下降；电化学极化阻抗产生的极化电势表现为电压恢复曲线有坡度的上升或者下降；浓差极化阻抗产生的极化电势表现为电压恢复曲线缓慢的趋向平稳。其中，电化学极化阻抗在交流阻抗等效电路模型中通常拟合为电阻与双电层电容并联的复合元件模型。基于该思想，结合双电层电容模型，本发明提出了一种新的电化学极化阻抗的测试方法，即一种锂离子电池电化学极化阻抗检测的方法。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池电化学极化阻抗的检测方法。

本发明提出的一种锂离子电池电化学极化阻抗的检测方法，包括：

S1、将待检测电池置于恒温环境进行保温，然后将待检测电池充放电至预设的SOC状态并静置预设的第一时间段；

S2、获取第一时间段内电池的U-t恢复曲线；

S3、对U-t恢复曲线进行计算、拟合，获得待测试电池的电化学极化阻抗。

优选的，步骤S3中，对U-t恢复曲线进行计算、拟合的方法为：将待检测电池在第一时间段内的电压平稳值与实时电压值之差求对数，再对该对数值与第一时间段内截选的拟合时间t进行线性拟合获得测试曲线，将测试曲线的截距进行指数运算获得待检测电池的电化学极化电阻Rt。

优选的，测试曲线为：

其中，I为断电前待检测电池工作电流，Rt为电化学极化阻抗，C_dl为双电层电容。

优选的，步骤S3中，U-t恢复曲线的拟合时间t的长度为(1s,300s]。

优选的，步骤S1中，第一时间段大于或者等于1h；步骤S2中，U-t恢复曲线的踩点时间为0.01s，或者区间[0.001s，1s]上的任意值。

优选的，步骤S1中，将待检测电池置于恒温箱内进行保温，恒温箱温度设置为25℃，或者(0，45]℃内的任意值。

优选的，步骤S1中，充电或者放电的电流范围为0≤I≤1C。

优选的，步骤S1中，预设的SOC状态为50％SOC，或者10％≤SOC≤90％。

优选的，还包括以下步骤：

S4、将待检测电池进行EIS阻抗测试，得到EIS阻抗谱图，拟合分析得到由各个极化产生的阻抗值；

S5、将步骤S3中获得的电化学极化阻抗与步骤S4获得的阻抗值进行对比验证。