本申请要求于2022年12月21日在韩国提交的韩国专利申请第10-2022-0181100号的优先权,其公开内容通过引用并入本文。本公开涉及一种用于诊断预锂化的装置和方法,并且更具体地,涉及一种用于基于电池中的锂量来诊断电池状态的装置和方法。
背景技术:
1、近年来,诸如笔记本电脑、摄像机和移动电话的便携式电子产品的需求急剧增加,并且电动汽车、储能电池、机器人、人造卫星等已被认真地开发,因此,可重复充电和放电的高性能电池正被活跃地研究。
2、目前市售的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等。在它们当中,锂电池备受青睐,因为锂电池相对于镍基电池几乎没有记忆效应,而且自充电率极低,能量密度高。
3、常规锂电池使用正极中插入锂的化合物,诸如licoo2和limn2o4等,因此电池是在用作负极的电极中未插入锂的状态下制造的。当用作负极的电极是碳电极时,在初始充电期间,碳电极表面会形成钝化膜。该膜防止有机溶剂插入碳晶格层之间,并且抑制有机溶剂的分解反应,从而稳定碳结构,并且改善碳电极的可逆性,因此其可用作锂电池负极。
4、然而,由于该成膜反应是不可逆反应,通过消耗锂离子,其产生降低电池容量的不良影响。另外,由于碳电极和正极的充/放电效率并非完全100%,因此随着循环次数的增加,锂离子会被消耗,从而可能降低电极容量,最终缩短循环寿命。
5、为了补偿电极容量的降低,在电池制造阶段使用预锂化工艺预先向负极供应锂。当在制造阶段采用预锂化工艺制造含有预锂化负极的电池时,必须诊断是否已向负极供应了预先设计的锂量。例如,在完整电池的存储或制造过程中,至少有一部分锂可能会意外损失,因此必须检查是否准确反映了为最终完整电池设计的锂电荷量(lithium chargeamount)。然而,为了检查锂电荷量,存在一个问题,即必须拆开完整电池,并对负极进行放电以检查锂电荷量。因此,需要开发一种可以在不拆开电池的情况下检查负极锂电荷量的技术。
技术实现思路
1、技术问题
2、本公开被设计用于解决相关技术的问题,因此本公开内容旨在提供一种用于诊断预锂化的装置及方法,其可以非破坏性地诊断电池的预锂化状态。
3、本公开的这些和其他目的和优点可以从以下详细描述中理解,并将从本公开的示例性实施例中变得更加充分地显而易见。此外,很容易理解,本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中所示的手段及其组合来实现。
4、技术方案
5、根据本公开一个方面的用于诊断预锂化的装置,可以包括:存储器单元,用于存储参考电池的正极参考起始值和负极参考起始值;以及控制单元,被配置为获取要诊断的目标电池的正极目标剖线和负极目标剖线,从正极目标剖线和负极目标剖线中识别出正极目标起始值和负极目标起始值,并基于正极参考起始值、负极参考起始值、正极目标起始值和负极目标起始值中的至少一个,确定目标电池的预锂化过程的锂电荷量。
6、控制单元可以被配置为基于负极参考起始值和负极目标起始值来确定锂电荷量。
7、控制单元可以被配置为计算负极参考起始值和负极目标起始值之间的差值,并基于计算出的差值和预设的正极负载量来确定锂电荷量。
8、控制单元可被配置为基于负极参考起始值与正极参考起始值之间的第一差值以及负极目标起始值与正极目标起始值之间的第二差值来确定锂电荷量。
9、控制单元可以被配置为计算第一差值和第二差值之间的第三差值,并基于计算出的第三差值和预设的正极负载量来确定锂电荷量。
10、参考电池可以包括是在预锂化过程中未充入锂或者充入预设量的锂的电池。
11、正极参考起始值和负极参考起始值可以被配置为当参考电池的soc与预设的参考soc对应时,分别设置为参考电池的正极soc和负极soc。
12、用于诊断预锂化的装置可以进一步包括测量单元,该测量单元被配置为测量目标电池的电压,并且控制单元被配置为基于从测量单元测得的电压来生成目标电池的全单体剖线,并从全单体剖线中获取正极目标剖线和负极目标剖线。
13、存储器单元可以被配置为存储参考电池的正极参考剖线和负极参考剖线,并且控制单元可以被配置为通过调整正极参考剖线和负极参考剖线以与全单体剖线相对应,分别获取正极目标剖线和负极目标剖线。
14、控制单元可以被配置为比较锂电荷量和预设的参考电荷量,并基于比较结果来诊断目标电池的状态。
15、根据本公开的另一个方面的电池制造设备可以包括根据本公开的用于诊断预锂化的装置。
16、根据本公开另一个方面的用于诊断预锂化的方法可以包括:目标剖线获取步骤,该目标剖线获取步骤获取待诊断目标电池的正极目标剖线和负极目标剖线;目标起始值识别步骤,该目标起始值识别步骤从正极目标剖线和负极目标剖线识别正极目标起始值和负极目标起始值;以及锂电荷量确定步骤,该锂电荷量确定步骤基于参考电池的正极参考起始值、参考电池的负极参考起始值、正极目标起始值和负极目标起始值中的至少一个,确定目标电池的预锂化过程的锂电荷量。
17、有益效果
18、根据本公开的一个方面,提供了一种用于诊断预锂化的装置,其可以检查先前供应到负极的锂电荷的量。
19、尤其是,在本公开的情况下,可以在不拆开完整电池的情况下,即非破坏性地来确认锂电荷量,因此可以更加容易且快速地诊断电池的状态。
20、本公开的效果不限于上述效果,本领域技术人员根据权利要求的描述将清楚地了解未提及的其他效果。
1.一种用于诊断预锂化的装置,包括:
2.根据权利要求1所述的用于诊断预锂化的装置,
3.根据权利要求2所述的用于诊断预锂化的装置,
4.根据权利要求1所述的用于诊断预锂化的装置,
5.根据权利要求4所述的用于诊断预锂化的装置,
6.根据权利要求1所述的用于诊断预锂化的装置,
7.根据权利要求1所述的用于诊断预锂化的装置,
8.根据权利要求1所述的用于诊断预锂化的装置,还包括测量单元,所述测量单元用于测量所述目标电池的电压,
9.根据权利要求8所述的用于诊断预锂化的装置,
10.根据权利要求1所述的用于诊断预锂化的装置,
11.一种电池制造设备,包括根据权利要求1至10中的任一项所述的用于诊断预锂化的装置。
12.一种用于诊断预锂化的方法,包括: