[发明专利]一种基于电极应变的锂离子电池老化状态估计方法

说明书

本发明涉及一种基于电极应变的锂离子电池老化状态估计方法，包括以下步骤：1)将表面包覆有保护性热密封膜的光纤电缆埋进不含电极结构的电池外壳中；2)在电池外壳密封后进行密封完整性测试，并选择合格规格的光纤电缆；3)采用粘合剂将光纤传感器的端子一侧粘附在阳极片的中间区域；4)在光纤传感器固定后，将光纤电缆引出电池区域，并完成电池封装；5)将光纤电缆与数据记录仪相连，获取在各种环境和工况下电极的应变值；6)对经过多次充、放电循环的待测电池单体进行容量估计。与现有技术相比，本发明具有稳定获取信号、精准检测、保证估计精度等优点。

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池技术与测量领域，尤其是涉及一种基于电极应变的锂离子电池老化状态估计方法。

背景技术

锂离子动力电池是电动汽车中极为重要的组成部分。锂离子电池本身具有轻便性、灵活性、低成本、高能量密度和缺乏记忆效应等多种特性，以上特质使得锂离子电池成为用于电动汽车和可再生能源系统的公认的有前途的储能设备。然而，当车用锂离子动力电池充、放电次数逐渐增加，其实际的可使用容量会随之减少。若想实现对电池的合理控制与安全管理，则需要实时更新这种不断变化的状态量。

在现有的电池老化状态的检测技术中，一般是通过测量电池的外特性，如电压、电流、温度、阻抗等，来估计或预测电池的老化状态，但是由于外部因素的干扰，电池内部和外部的状态量存在一定的偏差。因此，只利用电池的外特性对电池的老化状态进行估计具有一定的不确定性，其结果往往存在较大的偏差；同时，测量设备与电池系统的集成度不高，由此会带来一定的不便捷性。

因此，从精度需求出发，探索更为便捷的测量设备、探究更为精确的电池内部状态测量方法便成为促进锂离子动力电池技术不断提升的重要手段。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于电极应变的锂离子电池老化状态估计方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于电极应变的锂离子电池老化状态估计方法，包括以下步骤：

1)将表面包覆有保护性热密封膜的光纤电缆埋进不含电极结构的电池外壳中；

2)在电池外壳密封后进行密封完整性测试，并选择合格规格的光纤电缆；

3)采用粘合剂将光纤传感器的端子一侧粘附在阳极片的中间区域；

4)在光纤传感器固定后，将光纤电缆引出电池区域，并完成电池封装；

5)将光纤电缆与数据记录仪相连，获取在各种环境和工况下电极的应变值；

6)对经过多次充、放电循环的待测电池单体进行容量估计。

所述的步骤1)中，保护性热密封膜的材质与对软包电池极耳进行密封采用热封膜的材质相同，用以实现电池极耳侧与电池极耳对侧两处密封的材料的一致性。

所述的步骤2)中，进行密封完整性测试并选择合格规格的光纤电缆具体步骤为：

在高温、高湿的条件下进行，并在定量电解液的条件下检测HF的含量大小，对于嵌入一定毫米级直径的光纤电缆与不嵌入光纤电缆的两种电池包，同时进行密封完整性测试，若两者检测到HF的含量相同，则判定嵌入的光纤电缆具有合格规格。

所述的光纤传感器采用布拉格光纤光栅传感器，用于实时采集电池电极的应变值和温度值，并且采用参考法将应变值与温度值分离。

所述的步骤3)中，粘附光纤传感器端子的粘合剂的材质与将活性材料固定在集流体上所用的粘合剂材质相同，用以保证内嵌的光纤传感器在电池全生命周期状态下的良好存在性，且光纤电缆朝向极耳的对侧。