(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 201911108946.9
(22)申请日 2019.11.13
地址 519180 广东省珠海市斗门区井岸镇
珠峰大道209号（A厂房首层南区)
(72)发明人 赵君义 邹浒 谢斌
(74)专利代理机构 广东朗乾律师事务所 44291
代理人 杨焕军
(51)Int.Cl.
G01R 31/387(2019.01)
G01R 31/389(2019.01)
(54)发明名称
(57)摘要
一种锂电池漏电流的检测方法，包括以下步
使用电流源对待测电池进行充电，充电期间采集
待测电池的电压，并根据得到的电压值绘制时
k＞0则调低电流源输出的充电电流，并执行下一
步；如果k＜0则调高电流源输出的充电电流，并
执行下一步；如果k＝0，则结束电压采集，获取电
流源输出的充电电流值，将电流源输出的充电电
流值作为电池漏电流的检测值；调节电流源输出
的充电电流后，继续采集待测电池的电压并绘制
时间-电压曲线，然后返回上一步。本发明可以准
确测得电池内部的漏电流，为准确判断电池品质
提供依据。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 110687467 A 2020.01.14
C N 110687467
A
1.一种锂电池漏电流的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将待测电池充电至预设截止电压，然后静置；
S2、使用电流源对待测电池充电，充电期间采集待测电池的电压，并根据得到的电压值绘制时间-电压曲线；
S3、获取时间-电压曲线的斜率k，如果k＞0则调低电流源输出的充电电流，并执行步骤S4；如果k＜0则调高电流源输出的充电电流，并执行步骤S4；如果k＝0，则结束电压采集，获取电流源输出的充电电流值，将电流源输出的充电电流值作为电池漏电流的检测值；
S4、调节电流源输出的充电电流后，继续采集待测电池或待测电芯的电压并绘制时间-电压曲线，然后执行步骤S3。
2.根据权利要求1所述的锂电池漏电流的检测方法，其特征在于：步骤S1中采用恒流恒压对待测电池进行充电。
3.根据权利要求1或2所述的锂电池漏电流的检测方法，其特征在于：步骤S1中，待测电池充电至预设截止电压后，静置24h～72h。
4.根据权利要求1或2所述的锂电池漏电流的检测方法，其特征在于：使用直流电压表采集待测电池的电压。
5.根据权利要求1所述的锂电池漏电流的检测方法，其特征在于：所述电流源的分辨率为0.1μA。
6.根据权利要求1所述的锂电池漏电流的检测方法，其特征在于：步骤S2中，电流源对电池充电时的初始充电电流根据公式I charge0＝K ×dq/dv确定，式中的dq/dv表示待测电池的材料体系的电容与电压微分曲线，K表示待测电池的材料体系的单位时间内电压衰减值，I charge0表示电流源的初始充电电流。
7.根据权利要求1所述的锂电池漏电流的检测方法，其特征在于：步骤S3中采用牛顿迭代法确定电流源调节后输出的充电电流值。
权 利 要 求 书1/1页CN 110687467 A
一种锂电池漏电流的检测方法
技术领域
[0001]本发明属于锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种锂电池漏电流的检测方法。
背景技术
[0002]随着科学技术的发展，便携式设备成了人们生活中必不可少的生活用品，锂离子电池具有能量密度高、待机时间长等优点，一直是诸如手机、笔记本电脑、平板、蓝牙耳机等便携式设备的首选配用电源。由于受到自身材料体系以及制程因素的影响，锂电池不可避免的存在自放电的现象，当电池自放电过大时会使电池在长期存储过程中容易出现低压、零压等失效的情况，导致设备无法正常使用。
[0003]目前业内普遍采用单位时间内的电压衰减值K来作为衡量电池自放电的特征指标，K＝ΔV/ΔT，单位为mV/h。但在实际操作过程中发现，同一块电池在不同的电压段测得的K值存在较大差异，如果采用单位时间内电压衰减值来衡量电池自放电情况并进一步判断电池的品质时，还需要考虑电压因素，这无疑增加了电池品质判断的复杂度，而且也会影响判断的准确性。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种锂电池漏电流的检测方法，通过准确检测锂电池内部漏电流的大小，为锂电池的自放电情况及电池品质的判断提供依据。
[0005]为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：
[0006]一种锂电池漏电流的检测方法，包括以下步骤：
[0007]S1、将待测电池充电至预设截止电压，然后静置；
[0008]S2、使用电流源对待测电池进行充电，充电期间采集待测电池的电压，并根据得到的电压值绘制时间-电压曲线；
[0009]S3、获取时间-电压曲线的斜率k，如果k＞0则调低电流源输出的充电电流，并执行步骤S4；如果
k＜0则调高电流源输出的充电电流，并执行步骤S4；如果k＝0，则结束电压采集，获取电流源输出的充电电流值，将电流源输出的充电电流值作为电池漏电流的检测值；[0010]S4、调节电流源输出的充电电流后，继续采集待测电池的电压并绘制时间-电压曲线，然后执行步骤S3。
[0011]更具体的，步骤S1中恒流恒压对待测电池进行充电。
[0012]更具体的，步骤S1中，待测电池充电至预设截止电压后，静置24h～72h。
[0013]更具体的，使用直流电压表采集待测电池的电压。
[0014]更具体的，所述电流源的分辨率为0.1μA。
[0015]更具体的，步骤S2中，电流源对电池充电时的初始充电电流根据公式I charge0＝K×dq/dv确定，式中的dq/dv表示待测电池的材料体系的电容与电压微分曲线，K表示待测电池的材料体系的单位时间内电压衰减值，I charge0表示电流源的初始充电电流。
[0016]更具体的，步骤S3中采用牛顿迭代法确定电流源调节后输出的充电电流值。
[0017]由以上技术方案可知，本发明使用电流源为待测电池进行充电，同时采集充电期间的电压值，并绘制时间-电压曲线，结合时间-电压曲线的斜率，通过电流迭代的方式调节电流源的输出充电电流，并
最终测定电源的漏电流值。在具体的技术方案中，本发明采用牛顿迭代法来确定电流源输出的充电电流以及根据夹逼原则确定电芯漏电流，检测过程不受外部环境条件的影响，可以准确测得不同环境、不同SOC电池内部的漏电流，从而可基于漏电流来预测电池自放电情况，为更准确地预测电池品质以及电池存放时间提供依据。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为采用本发明方法检测电池漏电流时电池与电流源、电压表间连接关系的等效电路图；
[0020]图2为采用本发明方法检测电池漏电流时的时间-电压曲线图。
[0021]以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
具体实施方式
[0022]为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本发明实施例，做详细说明如下。
[0023]电池的自放电表现在电池内部是电池的漏电流，由于漏电流只受电池材料体系的影响，可以排除外在环境因素对检测的影响，从而通过测得的漏电流值可以更准确地预测电池的自放电情况。本发明的思路是通过检测锂电池内部的漏电流，根据漏电流的大小来判断电池的自放电情况，从而可以对电池品质的优劣及存放时间进行判断。
[0024]本发明方法的步骤如下：
[0025]将待测电池(或电芯)进行恒流恒压充电，充到预设截止电压(目标SOC)后停止充电，并静置一段时间t0，t0可在24h～72h之间，根据电池的容量进行相应设置；待测电池包括但不限于纯钴电池或三元体系的电池；
[0026]将电流源、直流电压表与待测电池连接，使用电流源对待测电池进行充电，充电电流为I charge；如图1所示，电流源的正极、负极分别和待测电池的正负极(或待测电芯的正负极耳)相连，用直流电压表测量待测电池的正负极之间的电压；为了提高测量精度，电流源优选采用高精度电流源，电流源的分辨率至少为0.1μA量级，直流电压表的测量精度为10-5V；
[0027]充电期间用直流电压表对待测电池的电压进行采集，采集周期为T1，采集的时间间隔为t1，电流源的充电时长可以和采集周期相等，也为T1，根据采集到的电压值绘制时间-电压曲线，如图2所示，图2中的X轴表示时间，Y轴表示电压；
[0028]观察时间-电压曲线的斜率，时间-电压曲线的斜率也就是电压随时间的变化率k，如果k＞0(即电池电压有提升)，表明电流源输出的充电电流I charge＞电池漏电流I leak，此时，调低电流源输出的充电电流I charge(电流源输出的初始电流值及调节后输出的电流值为
经验值，可根据实际情况进行设置，例如可通过牛顿迭代法来确定电流源调节后的电流输出值)，继续对待测电池进行充电，并继续采集待测电池的电压及绘制时间-电压曲线，如果k＜0，表明充电电流I charge＜电池漏电流I leak(即电池电压出现下降)，表明电流源输出的充电电流I charge＜电池漏电流I leak，则调高电流源输出的充电电流I charge，继续对待测电池进行充电，并继续采集待测电池的电压及绘制时间-电压曲线；重复以上步骤，根据k的情况调高或调低电流源输出的充电电流，直至k＝0，如果k＝0(时间-电压曲线和水平线平行)，说明充电电流I charge＝电池漏电流I leak，此时即可通过读取电流源的输出值准确获取电池内部漏电流的大小。
[0029]下面通过具体实施例和对比例对本发明作进一步的说明。取电芯设计相同和制程系统相同的电池进行抽样检测，电芯设计相同是指电芯的正负极材料、压实密度、电解液、隔膜相同的材料体系和结构尺寸相同，制程系统相同为制程的外部环境相同。
[0030]本实施例中的待测电池为3C电池，电池型号是416584G-3930mAh，将待测电池进行恒流恒压充电，本实施例通过截止电流0.002C电流将待测电池充到3.88262V(预设截止电压)，然后静置48h；
[0031]将电流源、直流电压表与待测电池连接，使用过电流源对待测电池进行充电，本实施例电流源的初始充电电流I charge0为10mA；电流源输出的初始充电电流可以根据公式I charge0＝K×dq/dv确定，dq/dv是待测电池的材料体系的电容与电压微分曲线，K为待测电池的材料体系的单位时间内电压衰减值；
[0032]充电期间用直流电压表采集待测电池的电压，本实施例的采集周期T1＝3600s，采集的时间间隔t1＝1s，根据采集到的电压数据绘制时间-电压曲线；
[0033]观察时间-电压曲线的斜率，第一轮采集测试中，电压随时间的变化率k＞0，则调低电流源输出的充电电流，继续采集待测电池的电压及绘制时间-电压曲线，本实施例电流源初始输出的电流值为10mA，采用牛顿迭代法来确定电流源调节后输出的充电电流值，依次按照等比数列进行电流递减(增)确定电流源调节后的电流输出值，直至发现时间-电压曲线的斜率变缓，可以使用更小的电流进行充电，根据夹逼原则得出电芯漏电流(充电电流值)；牛顿迭代法中电流源调节后输出的电流值可按以下公式确定：I charge(n)＝I charge(n-1)/Q，式中的n表示采集测试的轮次，Q为调节系数，I charge(n)表示第n轮采集测试时电流源输出的电流值，调节系数Q的取值根据经验确定，例如电流源初始输出的电流值比较大，第一轮采集测试时，调节系数Q可取2，即I charge1＝I charge0/2，当充电电流逐渐接近电池漏电流时(即时间-电压曲线的斜率变缓)，调节系数Q可在1附近取值，例如要调低时，I charge(n)＝I charge(n-1)/ 1.1，要调高时，I charge(n)＝I charge(n-1)/1.095；调低电流源的输出电流后进行第二轮采
集测试，根据第二轮采集测试采集到的电压数据绘制时间-电压曲线，第二轮采集测试中，电压随时间的变化率k＜0，则调高电流源输出的充电电流，调节后电流源输出的电流值的确定方法同上；利用斜率以及夹逼原则，重复以上采集测试的步骤，直至电压随时间的变化率k ＝0，本实施例k＝0时电流源的充电电流为1uA，则电池内部的漏电流为1uA。
[0034]本实施例测得的电池漏电流为1uA，电池漏电流不随着电压、SOC、时间、环境进行变缓，说明只是电池材料体系内部一种属性，是由电池的材料体系进行决定的。对于3C体系的电池来说，测得的漏电流小于等于该体系的标准漏电流10uA时，即可将电池品质定为A 品，当测得的漏电流大于10uA时，则认为电池存在内部自放电大的情况，不满足长期储存使
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议