[发明专利]三电极锂离子电池锂沉积的预测方法、装置、设备及介质

说明书

本发明公开了一种三电极锂离子电池锂沉积的预测方法、装置、设备及介质，其预测方法包括：建立三电极锂离子电池的电化学‑热耦合模型；根据三电极锂离子电池不同倍率实测充电数据标定电化学‑热耦合模型；根据电化学‑热耦合模型获取满足第一边界条件的第一充电电流值和实测判定点的第一取值；实测判定点为负极与参比电极电压；第一边界条件包括充电电压为上限截止电压和仿真判定点的取值为第一阈值；仿真判定点为负极与隔膜的界面处固相电势与液相电势的差值；将实测判定点的第一取值作为新的第一阈值再次仿真；若电化学‑热耦合模型的实测预判点的取值小于新的第一阈值，则存在锂沉积现象。本发明的方案，便于准确预测锂离子电池锂沉积。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种三电极锂离子电池锂沉积的预测方法、装置、设备及介质。

背景技术

锂离子电池由于其优异的性能，例如，高的功率和能量密度等，被广泛应用在手表，手机，电脑等电子产品中。当前锂离子电池的应用已经逐步扩展到电动汽车上。锂离子电池充电技术是其应用的关键之一，也是现今研究的热点。为了减少动力电池的充电时间，往往采用大电流充电，而动力锂离子电池的大电流充电，会导致电池温度骤升，容量衰减，寿命下降等后果。通过对电池内部机理研究，发现在大电流充电的情况下容易发生电池内部锂沉积，引发电池内部发生副反应，进而导致电池失效。因此，充分了解锂离子电池的内部机制，对锂离子电池进行锂沉积的评估和检测，是保证锂离子电池安全可靠运行的措施之一。

目前检测锂沉积的方法有：三电极测试方法，三电极测试方法作为一种新型的检测方法，能够区分阳极和阴极与整个电池系统之间的相互作用和贡献，在生产过程中，将参比电极精准的插入负极和隔膜中心处，并额外加一到两层隔膜起保护作用。电池制作完毕后，监控负极对参比电位，一旦发现此电位低于0V，则认为存在锂沉积；或者，电池拆解法，然后利用表征手段或者直接观测负极片上是否有锂沉积，因为在电池的使用过程中，很难对电池内部状态进行了解，只通过电压，电流，温度等参数很难反映电池真实情况。

电池拆解法需要拆解大量电池形成测试数据，具有较大的测试成本；三电极测试方法所需电池需要手工放置参比电极，工艺繁琐，生产周期长，并且后期测试过程中，占据测试通道较多，并且在放置参比电极处会加入一层或两层隔膜，防止参比电极与负极材料直接接触，三电极测试检测电池的实际工况时，隔膜的增加会加大锂离子内部移动位移，影响液相电势分布，使得负极对参比电位不能真正反映电池内部锂沉积状态，精准性不高。

发明内容

本发明实施例提供了一种三电极锂离子电池锂沉积的预测方法、装置、设备及介质，以便于准确预测锂离子电池锂沉积，并有效节省测试成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种三电极锂离子电池锂沉积的预测方法，包括：

基于三电极锂离子电池的内部真实结构，建立所述三电极锂离子电池的电化学-热耦合模型；

根据所述三电极锂离子电池不同倍率实测充电数据标定所述电化学-热耦合模型；

根据所述电化学-热耦合模型获取满足第一边界条件的第一充电电流值和实测判定点的第一取值；所述实测判定点为锂离子电池的负极多孔电极与参比电极之间的电压差；所述第一边界条件包括充电电压为上限截止电压和仿真判定点的取值为第一阈值；所述仿真判定点为锂离子电池的负极多孔电极与隔膜的界面处固相电势与液相电势的差值；

将所述实测判定点的第一取值作为新的第一阈值进行仿真；再次仿真时若所述电化学-热耦合模型的实测判定点的取值小于新的第一阈值，则存在锂沉积现象。

第二方面，本发明实施例还提供了一种三电极锂离子电池锂沉积的预测装置，包括：

耦合模型建立单元，用于基于三电极锂离子电池的内部真实结构，建立所述三电极锂离子电池的电化学-热耦合模型；

模型标定单元，用于根据所述三电极锂离子电池不同倍率实测充电数据标定所述电化学-热耦合模型；