一種鋰電池氣密均勻性的檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋰電池檢測技術領域，具體涉及一種鋰電池氣密均勻性的檢測方法。
【背景技術】
[0002]鋰電池的廣泛應用大大造福了人們的日常生活，其安全性能越來越受到廣泛關注。目前商品化的鋰電池大多使用易燃的有機電解液，具有潛在的危險性，如:可燃性、易著火性和可爆炸性。在設計或者制造中，如果存在一些潛在的結構缺陷，就可能造成嚴重的安全事故，即使是小的手機電池也可能引發火災甚至爆炸，對于以鋰電池作為動力源的電動汽車，安全問題更加需要重視。然而近年來，鋰電池可靠性能的相關檢驗方法幾乎一成不變，“檢不出、檢不準、檢不快”的問題在鋰電池安全性能檢驗領域尤其突出。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種能夠對鋰電池進行快速檢測的鋰電池氣密均勻性的檢測方法。
[0004]為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案:
一種鋰電池氣密均勻性的檢測方法，包括以下步驟:
(1)將二個超音波探頭分別貼附于一鋰電池的二側；利用超音波探頭對該鋰電池傳遞一非破壞性的檢測超音波信號，并由該二個超音波探頭感測來自該鋰電池的一共振壓力波信號，該檢測超音波信號系經穿透及反射于該鋰電池中；
(2)根據多孔介質均勻化理論簡化所述鋰電池中電極的復雜孔隙結構，建立鋰電池在工作過程中遵循的電荷守恒模型、質量守恒模型和電化學反應動力學模型，根據模型仿真鋰離子電池在充電與過充電過程中的電性能與電化學性能，判斷鋰電池的氣密性；
(3)若鋰電池的氣密性合格，則向鋰電池的陽極和陰極通入等壓的反應氣體對電池進行活化，同時檢測每一節單池的電性能與電化學性能；若鋰電池的氣密性不合格，則可判斷鋰電池內部存在不均勻的缺陷；
(4)通過反應氣體之后的電性能和電化學性能與鋰電池標準電性能和電化學性能進行比較，判斷電池組內膜電極性能均勻性；
若反應氣體之后的電性能和電化學性能與鋰電池標準電性能和電化學性能處于標準范圍差內，則判斷鋰電池內部符合均勻性的要求；若否，則判斷鋰電池不符合安均勻性的要求。
[0005]進一步的，所述步驟(2)包括以下步驟:
(2A)根據電化學反應以及熵變化所產生的電池內能變化，建立鋰電池工作過程中的的熱學模型，對所述鋰電池的產熱過程進行三維仿真，獲取溫度變化仿真曲線；
(2B)對所述鋰電池進行充電與過充電，測量在充電與過充電過程中所述鋰電池實際的溫度變化曲線以及電壓變化曲線；
(2C)設定熱電檢測中的溫度閾值與電壓閾值，將所述溫度變化曲線與所述溫度閾值及所述溫度變化仿真曲線比較，并將所述電壓變化曲線與所述電壓閾值比較，檢測鋰電池的氣密性。
[0006]由上述技術方案可知，本發明通過對電池組內單節電池性能均勻性和氣密性的檢測，可以評價電池組內部匹配是否合適、批量制備膜電極工藝的有效性、膜電極性能的重現性以及該批膜電極能否滿足應用要求等，縮減了鋰電池安全性能的檢測步驟，提高了電池的檢測效率。
【具體實施方式】
[0007]—種鋰電池氣密均勻性的檢測方法，包括以下步驟:
51:將二個超音波探頭分別貼附于一鋰電池的二側；利用超音波探頭對該鋰電池傳遞一非破壞性的檢測超音波信號，并由該二個超音波探頭感測來自該鋰電池的一共振壓力波信號，該檢測超音波信號系經穿透及反射于該鋰電池中；
52:根據多孔介質均勻化理論簡化所述鋰電池中電極的復雜孔隙結構，建立鋰電池在工作過程中遵循的電荷守恒模型、質量守恒模型和電化學反應動力學模型，根據模型仿真鋰離子電池在充電與過充電過程中的電性能與電化學性能，判斷鋰電池的氣密性；
根據電化學反應以及熵變化所產生的電池內能變化，建立鋰電池工作過程中的的熱學模型，對所述鋰電池的產熱過程進行三維仿真，獲取溫度變化仿真曲線；
對所述鋰電池進行充電與過充電，測量在充電與過充電過程中所述鋰電池實際的溫度變化曲線以及電壓變化曲線；
設定熱電檢測中的溫度閾值與電壓閾值，將所述溫度變化曲線與所述溫度閾值及所述溫度變化仿真曲線比較，并將所述電壓變化曲線與所述電壓閾值比較，檢測鋰電池的氣密性。
[0008]S3:若鋰電池的氣密性合格，則向鋰電池的陽極和陰極通入等壓的反應氣體對電池進行活化，同時檢測每一節單池的電性能與電化學性能；若鋰電池的氣密性不合格，則可判斷鋰電池內部存在不均勻的缺陷；
S4:通過反應氣體之后的電性能和電化學性能與鋰電池標準電性能和電化學性能進行比較，判斷電池組內膜電極性能均勻性；
若反應氣體之后的電性能和電化學性能與鋰電池標準電性能和電化學性能處于標準范圍差內，則判斷鋰電池內部符合均勻性的要求；若否，則判斷鋰電池不符合安均勻性的要求。
[0009]本發明通過對電池組內單節電池性能均勻性和氣密性的檢測，可以評價電池組內部匹配是否合適、批量制備膜電極工藝的有效性、膜電極性能的重現性以及該批膜電極能否滿足應用要求等，縮減了鋰電池安全性能的檢測步驟，提高了電池的檢測效率。
[0010]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種鋰電池氣密均勻性的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將二個超音波探頭分別貼附于一鋰電池的二側；利用超音波探頭對該鋰電池傳遞一非破壞性的檢測超音波信號，并由該二個超音波探頭感測來自該鋰電池的一共振壓力波信號，該檢測超音波信號系經穿透及反射于該鋰電池中； (2)根據多孔介質均勻化理論簡化所述鋰電池中電極的復雜孔隙結構，建立鋰電池在工作過程中遵循的電荷守恒模型、質量守恒模型和電化學反應動力學模型，根據模型仿真鋰離子電池在充電與過充電過程中的電性能與電化學性能，判斷鋰電池的氣密性； (3)若鋰電池的氣密性合格，則向鋰電池的陽極和陰極通入等壓的反應氣體對電池進行活化，同時檢測每一節單池的電性能與電化學性能；若鋰電池的氣密性不合格，則可判斷鋰電池內部存在不均勻的缺陷； (4)通過反應氣體之后的電性能和電化學性能與鋰電池標準電性能和電化學性能進行比較，判斷電池組內膜電極性能均勻性； 若反應氣體之后的電性能和電化學性能與鋰電池標準電性能和電化學性能處于標準范圍差內，則判斷鋰電池內部符合均勻性的要求；若否，則判斷鋰電池不符合安均勻性的要求。2.根據權利要求1所述的鋰電池氣密均勻性的檢測方法，其特征在于，所述步驟(2)包括以下步驟: (2A)根據電化學反應以及熵變化所產生的電池內能變化，建立鋰電池工作過程中的的熱學模型，對所述鋰電池的產熱過程進行三維仿真，獲取溫度變化仿真曲線； (2B)對所述鋰電池進行充電與過充電，測量在充電與過充電過程中所述鋰電池實際的溫度變化曲線以及電壓變化曲線； (2C)設定熱電檢測中的溫度閾值與電壓閾值，將所述溫度變化曲線與所述溫度閾值及所述溫度變化仿真曲線比較，并將所述電壓變化曲線與所述電壓閾值比較，檢測鋰電池的氣密性。
【專利摘要】本發明涉及一種鋰電池氣密均勻性的檢測方法，包括以下步驟：利用超音波探頭對該鋰電池的一共振壓力波信號；仿真鋰離子電池在充電與過充電過程中的電性能與電化學性能,判斷鋰電池的氣密性；若鋰電池的氣密性合格，則向鋰電池的陽極和陰極通入等壓的反應氣體對電池進行活化，同時檢測每一節單池的電性能與電化學性能；若鋰電池的氣密性不合格，則可判斷鋰電池內部存在不均勻的缺陷；通過反應氣體之后的電性能和電化學性能與鋰電池標準電性能和電化學性能進行比較，判斷電池組內膜電極性能均勻性。本發明通過對電池組內單節電池性能均勻性和氣密性的檢測，進而可判斷鋰電池的安全性，縮減了鋰電池安全性能的檢測步驟，提高了電池的檢測效率。
【IPC分類】G01M3/40, G01N29/04
【公開號】CN105157935
【申請號】CN201510480772
【發明人】李義軍
【申請人】安徽普為智能科技有限責任公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月9日