[发明专利]检测电池枝晶状态的装置和预测电池使用性能的系统

说明书

本发明公开了检测电池枝晶状态的装置和预测电池使用性能的系统。其中该装置包括存储器、处理器和显示器，存储器用于存储已知类型电池的单位面积容量‑电流曲线；处理器与存储器相连，处理器用于识别或读取待测电池在充放电循环过程中的单位面积容量及电流密度，并基于待测电池的类型和与待测电池匹配的单位面积容量‑电流曲线判断待测电池的枝晶生长状态；显示器与处理器相连，显示器用于显示待测电池的枝晶生长状态。该装置检测原理简单，能够在不拆解电池的前提下快速预判电池在特定使用条件下是否会带来枝晶的影响以及枝晶的严重程度，且预判准确率高，在分析电池失效机理、改善电池使用条件及评价电池性能等方面有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于电池领域，具体而言，涉及检测电池枝晶状态的装置和预测电池使用性能的系统。

背景技术

目前，对于电池失效机理，很难把握到底是正极活性物质、负极枝晶还是电解液等因素哪一个占据主导地位，并且在电池测试参数设定时，无法快速知道设置的电流是否会产生枝晶，只能通过电池循环后进行拆解，用SEM/TEM等表征手段来观察金属负极极片是否产生枝晶以及枝晶的生长情况，在电池循环过程中是无法直观衡量或判断枝晶情况的。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出检测电池枝晶状态的装置和预测电池使用性能的系统。该装置不仅检测原理简单，还能够在不拆解电池的前提下快速预判电池在特定的使用条件下是否会带来枝晶的影响以及枝晶的严重程度，同时还具有预判准确率高的优点，能够更好的预估电池的循环寿命、适合的使用条件等，在分析电池失效机理、改善电池使用条件和评价电池性能方面有广阔的应用前景。

本申请是基于发明人的以下发现提出的：

充放电循环过程中，在一定的电池容量下，如果电池超过扩散电流的限制，即电流密度过大，电极表面的电解液盐浓度会趋向于0，金属离子的沉积变得极不稳定，导致枝晶产生；而若电流密度在扩散电流的限制范围内，则金属负极不会产生枝晶，金属离子沉积在金属负极表面的形貌为藓苔状。为此，发明人设想可以根据电池容量及电流密度的变化对枝晶生长的影响来界定在一定电池容量及电流密度下是否有枝晶生长，以及枝晶生长的快慢，例如可以根据电池单位面积容量-电流曲线来判断电池在一定电池容量和一定电流密度下的枝晶生长状态。

为此，根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种检测电池枝晶状态的装置。根据本发明的实施例，该装置包括：

存储器，所述存储器用于存储已知类型电池的单位面积容量-电流曲线；

处理器，所述处理器与所述存储器相连，所述处理器用于识别或读取待测电池在充放电循环过程中的单位面积容量及电流密度，并基于所述待测电池的类型和与所述待测电池匹配的单位面积容量-电流曲线判断所述待测电池的枝晶生长状态；

显示器，所述显示器与所述处理器相连，所述显示器用于显示所述待测电池的枝晶生长状态。

根据本发明上述实施例的检测电池枝晶状态的装置，发明人发现，电池类型不同，其对应的单位面积容量-电流曲线也不相同，通过识别或读取待测电池在充放电循环过程中的单位面积容量及电流密度，并参照预设的与该待测电池类型匹配的单位面积容量-电流曲线，可以快速判断该待测电池在循环过程中的枝晶生长状态并将该枝晶生长状态通过显示器显示出来；此外，通过在存储器中预设多种已知类型电池的单位面积容量-电流曲线，还可以进一步提高该检测装置的通用性。由此，该装置不仅检测原理简单，还能够在不拆解电池的前提下快速预判电池在特定的使用条件下是否会带来枝晶的影响以及枝晶的严重程度，同时还具有预判准确率高的优点，能够更好的预估电池的循环寿命、适合的使用条件等，在分析电池失效机理、改善电池使用条件和评价电池性能方面有广阔的应用前景。

另外，根据本发明上述实施例的检测电池枝晶状态的装置还可以具有如下附加的技术特征：