(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011619525.5
(22)申请日 2020.12.30
(71)申请人 上海兰钧新能源科技有限公司
地址 201400 上海市奉贤区浦卫公路9855
号1幢202室
(72)发明人 王宝君
(74)专利代理机构 上海科盛知识产权代理有限
公司 31225
代理人 翁惠瑜
(51)Int.Cl.
G01R 31/392(2019.01)
(54)发明名称
介质及设备
(57)摘要
本发明涉及一种锂电池加速循环寿命测试
方法、装置、介质及设备，包括以下步骤：确定电
于所述电池使用电压上下限，基于该电流充放电
在不同电压区间内进行循环测试，对应获得不同
环衰减进行融合，获得循环总衰减。与现有技术
相比，本发明能够在不影响其他衰减机理的情况
下，实现加速循环寿命测试，获得准确的容量衰
减数据。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 112834944 A 2021.05.25
C N 112834944
A
1.一种锂电池加速循环寿命测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定电池使用电压上下限；
获取一电流充放电曲线，基于所述电池使用电压上下限，基于该电流充放电曲线进行电压区间划分；
对相同的电芯样品平行在不同电压区间内进行循环测试，对应获得不同电压区间的循环衰减；
对所述不同电压区间的循环衰减进行融合，获得循环总衰减。
2.根据权利要求1所述的锂电池加速循环寿命测试方法，其特征在于，所述电流充放电曲线为全电池0.05C小电流充放电曲线。
3.根据权利要求1所述的锂电池加速循环寿命测试方法，其特征在于，进行所述电压区间划分时，首先将所述电流充放电曲线进行容量/电压微分，得到微分曲线，基于该微分曲线出现的峰实现所述电压区间划分，所有峰覆盖于各电压区间内。
4.根据权利要求3所述的锂电池加速循环寿命测试方法，其特征在于，进行所述电压区间划分时，峰个数与电压区间个数相同，一个电压区间覆盖一个峰。
5.根据权利要求3所述的锂电池加速循环寿命测试方法，其特征在于，进行所述电压区间划分时，所有峰覆盖于其中一个电压区间内。
6.根据权利要求1所述的锂电池加速循环寿命测试方法，其特征在于，在不同电压区间内进行所述循环测试时，温度和充电放电倍率均相同。
7.根据权利要求1所述的锂电池加速循环寿命测试方法，其特征在于，对所述不同电压区间的循环衰减进行融合具体为：
Q loss (V min ‑V max )＝Q loss (V min ‑V 1)+Q loss (V 1‑V 2)+…+Q loss (V n ‑2‑V n ‑1)+Q loss (V n ‑1‑V max )
其中，Q loss (V min ‑V max )为循环总衰减，V min 、V 1、V 2、…、V n ‑1、V min 为各电压区间的边
界值，V max 为电压上限，V min 为电压下限，Q loss (V min ‑V 1)、Q loss (V 1‑V 2)、…、Q loss (V n ‑1‑V max )为各电压区间的循环衰减。
8.一种锂电池加速循环寿命测试装置，其特征在于，包括：
配置模块，用于配置电池使用电压上下限；
区间划分模块，用于获取一电流充放电曲线，基于所述电池使用电压上下限，基于该电流充放电曲线进行电压区间划分；
测试模块，用于发出测试信号，并接收相同的电芯样品平行在不同电压区间内进行循环测试的循环衰减；
融合模块，用于对所述不同电压区间的循环衰减进行融合，获得循环总衰减。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1‑7任一所述锂电池加速循环寿命测试方法的指令。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器；和
被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1‑7任一所述锂电池加速循环寿命测试方法的指令。
权 利 要 求 书1/1页CN 112834944 A
一种锂电池加速循环寿命测试方法、装置、介质及设备
技术领域
[0001]本发明属于电动汽车动力电池测试技术领域，涉及一种电池寿命测试方法，尤其是涉及一种锂电池加速循环寿命测试方法、装置、介质及设备。
背景技术
[0002]目前长循环寿命锂电池的循环寿命通常在2000次以上，容量衰减在20％，如充放电测试倍率设定为1C/1C，算上恒流充电、充电末和放电末的搁置时间，一个100％SOC区间的循环需要4个小时左右，一天循环圈数为6次左右，故2000次的循环寿命通常需要1年左右的测试周期。对于循环寿命更长的电池，如10000次循环寿命，测试周期长达5年左右，采用此方法测试周期冗长，造成的结果是大量的测试
资源被占用，产品研发进度慢。如何缩短测试周期是本领域需要解决的技术问题，加速循环衰减是一种可行方法。
[0003]通常和电池循环寿命衰减相关的测试参数包括电池循环的温度、充电倍率、放电倍、充放电深度等，一般会通过温度加速或者倍率加速来缩减测试时间。如专利CN106093794B公开的磷酸铁锂电池的高温寿命加速测试方法，主要通过提升电池的循环温度来实现，为了判断常温25℃条件下的循环寿命的好坏，在较高的温度下如45℃或者55℃条件下来加速循环衰减来加快循环衰减的考核。
[0004]但是不同的加速因子都需要遵循相同的电化学衰减机理，否则加速试验得到的数据也将无法用于正常循环衰减数据的推测。例如，电池在不同的温度区间条件下，可能存在不同的衰减机理，如高温下的SEI消耗衰减和低温下的析Li导致的衰减。另外，倍率加速有可能会导致材料本体结构的破坏从而产生不同的衰减机理导致无法推导正常循环衰减。另外，充电倍率的不合理加速可能会导致充电锂枝晶的产生，导致无法加速评估循环衰减。
发明内容
[0005]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锂电池加速循环寿命测试方法、装置、介质及设备，在不影响其他衰减机理的情况下，实现加速循环寿命测试，获得准确的容量衰减数据。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]第一方面，本发明提供一种锂电池加速循环寿命测试方法，包括以下步骤：[0008]确定电池使用电压上下限；
[0009]获取一电流充放电曲线，基于所述电池使用电压上下限，基于该电流充放电曲线进行电压区间划分；
[0010]对相同的电芯样品平行在不同电压区间内进行循环测试，对应获得不同电压区间的循环衰减；
[0011]对所述不同电压区间的循环衰减进行融合，获得循环总衰减。
[0012]在可选的实施方式中，所述电流充放电曲线为全电池0.05C小电流充放电曲线。[0013]进一步地，进行所述电压区间划分时，首先将所述电流充放电曲线进行容量/电压
微分，得到微分曲线，基于该微分曲线出现的峰实现所述电压区间划分，所有峰覆盖于各电压区间内。
[0014]在可选的实施方式中，进行所述电压区间划分时，峰个数与电压区间个数相同，一个电压区间覆盖一个峰。
[0015]在可选的实施方式中，进行所述电压区间划分时，所有峰覆盖于其中一个电压区间内。
[0016]进一步地，在不同电压区间内进行所述循环测试时，温度和充电放电倍率均相同。[0017]进一步地，对所述不同电压区间的循环衰减进行融合具体为：
[0018]Q
loss (V
min
‑V
max
)＝Q
loss
(V
min
‑V
1
)+Q
loss
(V
1
‑V
2
)+…+Q
loss
(V
n‑2
‑V
n‑1
)+Q
loss
(V
n‑1
‑V
max
)
[0019]其中，Q
loss (V
min
‑V
max
)为循环总衰减，V
min
、V
1
、V
2
、…、V
n‑1
、V
min
为各电压区间的边界
值，V
max 为电压上限，V
min
为电压下限，Q
loss
(V
min
‑V
1
)、Q
loss
(V
1
‑V
2
)、…、Q
loss
(V
n‑1
‑V
max
)为各电
压区间的循环衰减。
[0020]第二方面，本发明提供一种锂电池加速循环寿命测试装置，包括：
[0021]配置模块，用于配置电池使用电压上下限；
[0022]区间划分模块，用于获取一电流充放电曲线，基于所述电池使用电压上下限，基于该电流充放电曲线进行电压区间划分；
[0023]测试模块，用于发出测试信号，并接收相同的电芯样品平行在不同电压区间内进行循环测试的循环衰减；
[0024]融合模块，用于对所述不同电压区间的循环衰减进行融合，获得循环总衰减。[0025]第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述锂电池加速循环寿命测试方法的指令。
[0026]第四方面，本发明提供一种电子设备，包括：
[0027]一个或多个处理器；
[0028]存储器；和
[0029]被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述锂电池加速循环寿命测试方法的指令。
[0030]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0031]1、本发明在一定使用电压范围内，对相同的电芯样品进行分电压区间循环测试，有效降低了测试时间。如分解为5段SOC区间，循环2000次的时间也从原来的1年左右缩短为2个月左右，循环时间仅为原来的1/5，对于加速产品开发的速度具有重要意义。
[0032]2、本发明不改变测试温度，不改变测试充电和放电倍率，仅仅通过分区间SOC做循环、增加样本数量的方式来减少循环评估的时间，加速循环，不会影响其衰减机理，测试结果更加准确可靠。
[0033]3、本发明的分区平行循环寿命测试基于dQ/dV‑V曲线的不同特征峰划分实现，将不同的材料的电化学衰减进行区分，从而实现对衰减来源进行一定的区分，降低不同衰减来源对测试的影响，提高整体测试效果。
附图说明
[0034]图1为本发明的流程示意图；
[0035]图2为本发明实施例的循环衰减结果示意图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0037]实施例1
[0038]如图1所示，本实施例提供一种锂电池加速循环寿命测试方法，包括以下步骤：
[0039]步骤S101，确定电池使用电压上下限V
min 和V
max
，V
max
为电压上限，V
min
为电压下限。
[0040]步骤S102，获取一电流充放电曲线，基于所述电池使用电压上下限，基于该电流充放电曲线进行电压区间划分。
[0041]本实施例中，首先对全电池进行0.05C小电流充放电曲线，再通过全电池的小电流
放电曲线进行容量/电压微分得到dQ/dV‑V曲线，基于该曲线出现的峰，如Peak
1，Peak
2
…
Peak
n
等，对全电池的SOC区间进行划分。dQ/dV‑V曲线的物理意义是代表在一定电压范围内材料所包含的容量值，对于锂离子电池正负极材料通常会存在电压平台。在平台附近，很小的电压范围内会均在较高的容量值，在dQ/dV‑V曲线上以峰的形式而存在。通过对dQ/dV‑V 曲线不同特征峰的电压划分，实现分区间循环，从而将不同的材料的电化学衰减进行区分，从而实现对衰减来源进行一定的区分(如正极损失、负极损失、活性锂损失等)。本实施例
中，代表0‑100％SOC对应的电压区间V
min ‑V
max
，划分的各电压区间为V
min
‑V
1
；V
1
‑V
2
…V
n‑2
‑
V n‑1；V
n‑1
‑V
max
；
n个区间，并且将不同的Peak
1
，Peak
2
…Peak
n
全部覆盖在区间内。
[0042]在可选的实施方式中，覆盖方式是一个区间覆盖一个峰。在另一可选的实施方式中，一个区间覆盖n个峰，其余区间内无峰覆盖。
[0043]步骤S103，对相同的电芯样品平行在不同电压区间内进行循环测试，对应获得不同电压区间的循环衰减。
[0044]步骤S104，对所述不同电压区间的循环衰减进行融合，获得循环总衰减，具体为：
[0045]Q
loss (V
min
‑V
max
)＝Q
loss
(V
min
‑V
1
)
+Q
loss
(V
1
‑V
2
)+…+Q
loss
(V
n‑2
‑V
n‑1
)+Q
loss
(V
n‑1
‑V
max
)
[0046]其中，Q
loss (V
min
‑V
max
)为循环总衰减，V
min
、V
1
、V
2
、…、V
n‑1
、V
min
为各电压区间的边界
值，V
max 为电压上限，V
min
为电压下限，Q
loss
(V
min
‑V
1
)
、Q
loss
(V
1
‑V
2
)、…、Q
loss
(V
n‑1
‑V
max
)为各电
压区间的循环衰减。
[0047]通过上述方法，可以在不影响其他衰减机理的情况下，得到准确的容量衰减数据，融合结果如图2所示，且通过增加SOC区间和样本数大大缩短测试时间。本实施例中分解为5段SOC区间，循环2000次的时间也从原来的1年左右缩短为2个月左右，循环时间仅为原来的1/5。
[0048]上述方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个
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