锂电池析锂无损检测方法.docx

锂电池析锂无损检测方法随着锂金属在负极石墨颗粒的微观尺度上逐渐累积，金属锂又会与电解液反应形成固体电解质界面（SEI）膜，引起锂离子电池的可用锂离子不断损失，导致电芯老化。因此容量衰减的趋势可用于识别析锂。目前常用的析锂检测方法检测方法电芯BMS应用可行性检测时间Ift化析锂基于锂引起电芯老化的阿仑尼乌斯曲线法LiXNigMngcOlZ3O2LiyMn24混合正极和石墨负极的商用18650型电池否长否检测方法库仑效率法LiNiv3Mnv3Cov3O2/石墨软包否长否基于锂引起阻抗变化的阻抗-容量法三元18650型电芯是长否检测方法电荷转移阻抗检测法NCA/石墨电池是短是负极电位测量法特制三电极电芯是是是小电流放电法LFP否短是基于锂引起电化学电东弛豫法动态放电检测法LFP是短是三兀电芯是短是反应的检测方法电化学阻抗谱分析法LFP否短否弛豫时间分布法LCO否长是非线性频谱响应分析法NMC否短是基于锂引起电芯物理化厚度测量法超声波检测法软包电芯否长长否软包电芯否否学特性变化的检测方法乩检测法非硬壳类电芯否长否1、小电流放电法检测小电流放电法是基于活锂剥离反应，利用小电流放电过程中的活锂剥离反应会产生一个电压平台，利用对电压平台差分的分析方法对活锂剥离反应定量分析。他们最早提出来的方案就是利用005C的小电流放电，并采用了两种差分方法：差分电压（DV,dV/dQ与Q的关系）和差分容量（DC,dQ/dV与V的关系）。DV分析是一种常用的电压评估方法，它曾被应用于电极表征和老化测试。相变发生的时候，DV会达到峰值，因此它可以清楚地说明电极反应过程。由于活锂剥离反应会产生额外的相变，因此可以认为在石墨第一脱锂阶段之前的相变是活锂剥离导致的。这样便可以通过DV分析中峰的位置确定剥离的电量Qstripping0(UW>(OPPI/jWt11ppfjiIff-41110204060QZmAh-1.0SOC0.9SOC0.8SOC0.7SOC而脱锂的电位可以由dQ/dV与V的关系确定Vstrippingo通过小电流放电得到的信息是析锂的可逆分量，但是事实上析锂的可逆分量不会引起任何容量损耗，而析锂的不可逆分量是造成容量损耗的主-1.0-1.0SOC0.9SOC0.8SOCOJSOC024580,0,。0.)-(uv)5gp要原因。3.303.353.40U/V分析了析锂可逆分量和不可逆分量在不同SOC下的变化关系。在SOC小于80%时，析锂量是呈线性增长的；而当SOC大于80%时，析锂量趋于饱和。值得注意的是，在SOC为90%100%时，析锂的可逆分量占整体析锂量的比重突然下降，而其不可逆分量的比重则是突然上涨。因此认为，在SOC大于90%时是“活锂”转变成“死锂”的重要阶段。2、电压弛豫法利用电池在充电完成后，将电池静置几个小时，随后通过弛豫的电压随时间变化的曲线，使用差分电压或者差分时间的方法进行分析。在差分结果中，析锂的可逆部分会显示出明显的拐点。压弛豫的方法相比于小电流放电的方法，没有任何净电流流过电池，所以也不能采用传统的dV/dQ或者dQ/dV的方法来处理弛豫电压曲线，取而代之的是用dV/dt和dt/dV来得到差分信息。(W>)(SFs,5O.1）环境温度T=T5°C,初始SOC=50%,充电电流1=2C的条件,将电池充电到不同的SOC末端状态O在SOC末端状态大于等于70%时,在差分电压信号中发现拐点，由此判断有析锂现象发生。2）温度T=-15,末端SOC=50%,充电电流1=2C的条件，将电池由不同的初始SOC开始充电，结果发现初始SOC小于等于60%时,有析锂现象发生。3）综合：析锂状态发生并不完全取决于SOC的初始和末端状态,而更重要的是SOC变化状态中对应的充电电流大小。