CN103163463B - 一种锂离子电池的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池的检测方法，其特征在于，包括：a)选择多个制备工艺参数相同的电芯进行测试并分别计算其直流内阻值R，按顺序记录计算结果；b)找出计算结果中数值最小数据集中区，并计算数值最小数据集中区的数值平均值，记为R_平均；c)将每个电芯的直流内阻值R减去R_平均的值得到差值ΔR，将ΔR与1/2R_平均相比较，如果ΔR≥1/2R_平均，则判断电芯内存在虚焊，如果ΔR＜1/2R_平均则判断电芯内不存在虚焊。根据本发明实施例的锂离子电池的检测方法，可以简单有效的检验电芯内部是否存在虚焊，及时筛选出存在虚焊缺陷的电芯，防范使用风险。

Description

一种锂离子电池的检测方法

技术领域

本发明属于电池技术领域，更具体地，本发明涉及一种锂离子电池的检测方法。

背景技术

焊接是电池生产过程中非常关键的工艺，焊接不牢的极片导致电池内阻很大，在大电流情况下一致性能差。特别是针对叠片工艺，由于内部实际上是极片并联，因此有虚焊的极板则会出现电流分布不均匀的状态，影响电池的功率密度和循环寿命等，在动力电池行业尤其需要关注。

虚焊是指焊点没有完全有效焊合，主要有两种情况：第一种情况部分焊合，这时采用万用表检测是导通的，不容易发现，但一旦有震动或者外力的影响，容易发生脱焊。第二种情况是完全没有焊合，也就是焊点是机械接触，此时要看焊面清理是否干净，清理得干净，万用表也显示导通，因此，万用表不容易检测出虚焊。

目前检查对电池虚焊的检查方法并不统一，一种方法是用手给被焊接元件施加外力，拔几下，摇几下，力量由技术人员把握，没有松动的话，可以判断为没有虚焊；另外一种方法是直接观察焊点，有虚焊的话，其焊接边缘和焊面贴合不紧密。目前主要采用两种方法配合，判断电芯内是否存在虚焊。

上述两种方法都存在一定的缺陷，如施加外力的方法，施加的力度没有统一的规定，不同的电芯焊接工艺，力度不好掌握，只能通过熟练的技术人员完成。而观察法则只能在焊接时进行，当电芯组装完成后，则不能观测焊点。因而，需要提出一种简单有效的检验电芯内部是否存在虚焊的方法。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种锂离子电池的检测方法。

根据本发明实施例的锂离子电池的检测方法，其特征在于，包括：a)选择多个制备工艺参数相同的电芯进行测试并分别计算其直流内阻值R，按顺序记录计算结果；b)找出计算结果中数值最小数据集中区，并计算数值最小数据集中区的数值平均值，记为R_平均，其中，所述的数值最小数据集中区是指各数据的极差小于等于最小数据值，所述最小数据值为数值最小数据集中区中数值最小的数据；c)将每个电芯的直流内阻值R减去R_平均的值得到差值ΔR，将ΔR与1/2R_平均相比较，如果ΔR≥1/2R_平均，则判断电芯内存在虚焊，如果ΔR＜1/2R_平均则判断电芯内不存在虚焊。

根据本发明实施例的锂离子电池的检测方法，可以简单有效的检验电芯内部是否存在虚焊，及时筛选出存在虚焊缺陷的电芯，防范使用风险。

另外，根据本发明上述实施例的锂离子电池的检测方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述电芯的测试包括：a-1)将电芯充电；a-2)按照第一电流I1将电芯放电，每间隔第一间隔时间采集一次电流值，并记录最后一次采集电流值时的电压值U1；a-3)按照第二电流I 2将电芯放电，每间隔第二间隔时间采集一次电流值，并记录最后一次采集电流值时的电压值U2，其中，所述电芯的直流内阻值R通过下述公式计算，

R＝(U2-U1)/(I2-I1)。

根据本发明的一个实施例，所述多个制备工艺参数相同的电芯的取样数目大于等于15。

根据本发明的一个实施例，所述电芯充电至电芯规定模式的60％SOC。

根据本发明的一个实施例，所述的第一电流I1的范围为0.01C～0.1C。

根据本发明的一个实施例，所述的第一间隔时间为1秒。

根据本发明的一个实施例，所述的第一电流I1放电时间为5～20秒。

根据本发明的一个实施例，所述的第二电流I 2的范围为0.7C～10C。

根据本发明的一个实施例，所述的第二间隔时间为0.2秒。

根据本发明的一个实施例，所述的第二电流I 2放电时间为0.8～2秒。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的锂离子电池的检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

首先，参考图1描述本发明所涉及的锂离子电池的检测方法的流程。

具体的，本发明所涉及的锂离子电池的检测方法可以包括以下步骤：

a)选择多个制备工艺参数相同的电芯进行测试并分别计算其直流内阻值R，按顺序记录计算结果；

b)找出计算结果中数值最小数据集中区，并计算数值最小数据集中区的数值平均值，记为R_平均，其中，所述的数值最小数据集中区是指各数据的极差小于等于最小数据值，所述最小数据值为数值最小数据集中区中数值最小的数据；

c)将每个电芯的直流内阻值R减去R_平均的值得到差值ΔR，将ΔR与1/2R_平均相比较，如果ΔR≥1/2R_平均，则判断电芯内存在虚焊，如果ΔR＜1/2R_平均则判断电芯内不存在虚焊。

由此，可以简单有效的检验电芯内部是否存在虚焊，及时筛选出存在虚焊缺陷的电芯，防范使用风险。

有利地，所述多个制备工艺参数相同的电芯的取样数目大于等于15，该数值可以保证电芯的直流内阻值存在数值最小数据集中区。

所述电芯的测试可以具体包括以下步骤：

a-1)将电芯充电；

a-2)按照第一电流I1将电芯放电，每间隔第一间隔时间采集一次电流值，并记录最后一次采集电流值时的电压值U1；

a-3)按照第二电流I2将电芯放电，每间隔第二间隔时间采集一次电流值，并记录最后一次采集电流值时的电压值U2，

其中，所述电芯的直流内阻值R通过下述公式计算，

R＝(U2-U1)/(I2-I1)。

根据本发明的一个实施例，所述电芯充电至电芯规定模式的60％SOC。

有利地，根据本发明的一个实施例，所述的第一电流I1的范围为0.01C～0.1C。

根据本发明的一个实施例，所述的第一间隔时间为1秒。

根据本发明的一个实施例，所述的第一电流I1放电时间为5～20秒。

进一步有利地，根据本发明的一个实施例，所述的第二电流I 2的范围为0.7C～10C。

根据本发明的一个实施例，所述的第二间隔时间为0.2秒。

根据本发明的一个实施例，所述的第二电流I2放电时间为0.8～2秒。

将计算所得各电芯的直流内阻值R按顺序记录为R1、R2、R3、...Rm、...Rn，其中Rm表示第m个电池的直流电压值，n为取样数目。

接着，找出计算结果R1、R2、R3、...Rm、...Rn中数值最小数据集中区，并计算数值最小数据集中区的数值平均值，记为R_平均，其中，所述的数值最小数据集中区的确定是通过计算极差并与最小数据值相比较所得，若各数据的极差小于等于最小数据值，则列入数值最小数据集中区，所述最小数据值为数值最小数据集中区中数值最小的数据。

最后，将每个电芯的直流内阻值Rm减去R_平均的值得到差值ΔR，将ΔR与1/2R_平均相比较，如果ΔR≥1/2R_平均，则判断第m个电芯内存在虚焊，如果ΔR＜1/2R_平均则判断第m个电芯内不存在虚焊。

下面通过具体实施例描述本发明。

实施例1

a)在某电池工厂同一批电芯中随机选择16个电池，电芯容量为3Ah，分别对各电池的电芯进行测试并计算其直流内阻值R，按顺序记录计算结果；

a-1)将电池电芯按照工厂规定模式充电到60％SOC；

a-2)按照第一电流I1为0.1C电流放电10s，每秒钟记录一次电压数据，记10s结束时的电压值为U1；

a-3)按照第二电流I2为1.0C电流放电1s，每0.2s记录一次电压数据，记1s结束时的电压值为U2，记录结果见表1。

表1电池电芯的电压值测试结果

电芯的直流内阻值R通过下述公式计算：

R＝(U2-U1)/(I2-I1)。

各电池电芯的直流内阻值R计算结果见表2。

表2电池电芯的直流内阻值R(单位：Ω)

电芯	直流内阻
		电芯1	0.1034
电芯2	0.0589
		电芯3	0.0539
电芯4	0.1039
		电芯5	0.1017
电芯6	0.0519
		电芯7	0.1132
电芯8	0.1266
		电芯9	0.0616
电芯10	0.0564
		电芯11	0.0637
电芯12	0.1076
		电芯13	0.0588
电芯14	0.1251
		电芯15	0.0637
电芯16	0.1118

b)找出计算结果中数值最小数据集中区，并计算数值最小数据集中区的数值平均值，记为R_平均。

从表2中可以看出，电芯2、3、6、9、10、11、13、15的直流内阻值R处于一个数据集中区，且为直流内阻的值相对较小，将这些直流内阻值确定为数值最小数据集中区，计算数值最小数据集中区的数值平均值R_平均＝0.0586欧姆。

c)将每个电芯的直流内阻值R减去R_平均的值得到差值ΔR，将ΔR与1/2R_平均相比较，如果ΔR≥1/2R_平均，则判断电芯内存在虚焊，如果ΔR＜1/2R_平均则判断电芯内不存在虚焊。其中，数值最小数据集中区内的电芯直流内阻值与R_平均的差值ΔR明显小于1/2R_平均，可直接判断这些电芯不存在虚焊，数值最小数据集中区之外的电芯直流内阻值与R_平均的差值ΔR的计算结果见表3。

表3数值最小数据集中区之外的电芯直流内阻值与R_平均的差值

由表3可以看出，数值最小数据集中区之外的电芯直流内阻值与R_平均的差值均大于1/2R_平均，由此，可以判定该批电池中第1、4、5、7、8、12、14、16号电芯内部存在虚焊。

由上述实施例可以得出结论：根据本发明实施例的锂离子电池的检测方法，可以简单有效的检验电芯内部是否存在虚焊，及时筛选出存在虚焊缺陷的电芯，防范使用风险，并带来一定经济效益。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种锂离子电池的检测方法，其特征在于，包括：

a)选择多个制备工艺参数相同的电芯进行测试并分别计算其直流内阻值R，按顺序记录计算结果；

b)找出计算结果中数值最小数据集中区，并计算数值最小数据集中区的数值平均值，记为R_平均，其中，所述的数值最小数据集中区是指各数据的极差小于等于最小数据值，所述最小数据值为数值最小数据集中区中数值最小的数据；

c)将每个电芯的直流内阻值R减去R_平均的值得到差值ΔR，将ΔR与1/2R_平均相比较，如果ΔR≥1/2R_平均，则判断电芯内存在虚焊，如果ΔR＜1/2R_平均则判断电芯内不存在虚焊。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池的检测方法，其特征在于，所述电芯的测试包括：

a-1)将电芯充电；

a-2)按照第一电流I1将电芯放电，每间隔第一间隔时间采集一次电流值，并记录最后一次采集电流值时的电压值U1；

a-3)按照第二电流I2将电芯放电，每间隔第二间隔时间采集一次电流值，并记录最后一次采集电流值时的电压值U2，

其中，所述电芯的直流内阻值R通过下述公式计算，

R＝(U2-U1)/(I2-I1)。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池的检测方法，其特征在于，所述多个制备工艺参数相同的电芯的取样数目大于等于15。

4.根据权利要求2所述的锂离子电池的检测方法，其特征在于，所述电芯充电至电芯规定模式的60％SOC。

5.根据权利要求2所述的锂离子电池的检测方法，其特征在于，所述的第一电流I1的范围为0.01C～0.1C。

6.根据权利要求2所述的锂离子电池的检测方法，其特征在于，所述的第一间隔时间为1秒。

7.根据权利要求2所述的锂离子电池的检测方法，其特征在于，所述的第一电流I1放电时间为5～20秒。

8.根据权利要求2所述的锂离子电池的检测方法，其特征在于，所述的第二电流I 2的范围为0.7C～10C。

9.根据权利要求2所述的锂离子电池的检测方法，其特征在于，所述的第二间隔时间为0.2秒。

10.根据权利要求2所述的锂离子电池的检测方法，其特征在于，所述的第二电流I 2放电时间为0.8～2秒。