电池管理设备及方法与流程

本申请要求于2022年7月11日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2022-0085324和2023年7月10日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2023-0089416的优先权，其公开内容通过引用并入本文。本公开涉及电池管理设备及方法，更具体地说，涉及能够诊断电池状态的电池管理设备及方法。

背景技术：

1、近来，对诸如笔记本电脑、摄像机、便携式电话之类的便携式电子产品的需求已经急剧增加，并且电动车辆、储能电池、机器人、卫星等已经得到大力发展。因此，正在积极研究允许反复充放电的高性能电池。

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，锂电池备受瞩目，因为与镍基电池相比，锂电池几乎没有记忆效应，而且具有极低的自充电率和很高的能量密度。

3、在提高容量和密度方面正在对这些电池进行大量研究，但是提高使用寿命和安全性也很重要。为了实现这一点，需要抑制电极表面上与电解质的分解反应，并且防止过充电和过放电。

4、具体而言，需要防止锂在负极表面析出(锂镀覆、li-镀覆)。当锂在负极表面上析出时，会导致与电解质发生副反应，并且改变电池的动力学平衡，这成为电池劣化的原因。另外，由于锂金属在负极表面析出，可能会发生电池的内部短路，因此存在因内部短路而起火或爆炸的风险。因此，需要开发一种能够检测在负极的表面上是否析出金属锂的技术。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开旨在解决相关技术的问题，因此本公开的目的在于提供能够具体诊断电池中是否发生副反应以及发生副反应的原因的电池管理设备及方法。

3、本公开的这些和其它目的和优点可以通过以下详细描述来理解，并且从本公开的示例性实施方式将变得更加明显。此外，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所示的手段来实现。

4、技术方案

5、根据本公开的一个方面的电池管理设备可以包括：副反应确定单元，其被配置为确定表示电池的电压与微分容量之间的对应关系的微分曲线中的目标峰值，并且通过将预设标准曲线的标准峰值与目标峰值进行比较来确定电池中是否发生副反应；以及副反应原因确定单元，其被配置为确定在表示电池的电压和电阻之间的对应关系的电阻曲线中电池相对于标准电压区域的电阻模式，并且基于所确定的电阻模式确定副反应的发生原因。

6、副反应原因确定单元可以被配置为基于所确定的电阻模式，将副反应的发生原因确定为锂析出和电解质副反应中的至少一种。

7、副反应原因确定单元可以被配置为将在电阻曲线的标准电压区域中电阻随着电压增大而减小的情况确定为第一电阻模式。

8、副反应原因确定单元可以被配置为当所确定的电阻模式为第一电阻模式时，将副反应的发生原因确定为锂析出。

9、副反应原因确定单元可以被配置为将在电阻曲线的标准电压区域中电阻曲线的电阻大于或等于预设标准电阻曲线的电阻的情况确定为第二电阻模式。

10、副反应原因确定单元可以被配置为当所确定的电阻模式是第二电阻模式时，将副反应的发生原因确定为电解质副反应。

11、根据本公开的另一方面的电池管理设备还可以包括控制单元，其被配置为基于所确定的副反应的发生原因来设置电池的使用条件。

12、控制单元可以被配置为当副反应的发生原因被确定为锂析出时，降低电池的充电和放电c-率的上限。

13、控制单元可以被配置为当副反应的发生原因被确定为电解质副反应时，降低电池的温度和上限soc。

14、副反应确定单元可以被配置为通过对目标峰值的电压和标准峰值的电压之间的幅度进行比较来确定电池中是否发生副反应。

15、副反应确定单元可以被配置为当目标峰值的电压超过标准峰值的电压时，确定发生副反应。

16、标准电压区域可以被配置为包含预设标准电阻曲线中从最小电阻到等于或低于预定阈值电阻的电阻的电压区域。

17、根据本公开的另一方面的电池组可以包括根据本公开的一个方面的电池管理设备。

18、根据本公开的又一方面的电池管理方法可以包括以下步骤：目标峰值确定步骤，该目标峰值确定步骤确定表示电池的电压和微分容量之间的对应关系的微分曲线中的目标峰值；副反应确定步骤，该副反应确定步骤通过将预设标准曲线的标准峰值与目标峰值进行比较，来确定电池中是否发生副反应；电阻模式确定步骤，该电阻模式确定步骤确定在表示电池的电压和电阻之间的对应关系的电阻曲线中电池相对于标准电压区域的电阻模式；以及副反应原因确定步骤，该副反应原因确定步骤基于所确定的电阻模式来确定副反应的发生原因。

19、根据本公开的另一方面的电池管理方法还可以包括以下步骤：使用条件设置步骤，在副反应原因确定步骤之后，该使用条件设置步骤基于所确定的副反应的发生原因来设置电池的使用条件。

20、技术效果

21、根据本公开的一个方面，优点在于能够具体地诊断电池中是否发生副反应以及副反应的发生原因。

22、此外，根据本公开的一方面，优点在于能够将电池的使用条件设置为与电池的副反应的发生原因相对应。

23、本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从权利要求的描述中清楚地理解未提及的其它效果。

技术特征：

1.一种电池管理设备，该电池管理设备包括：

2.根据权利要求1所述的电池管理设备，

3.根据权利要求2所述的电池管理设备，

4.根据权利要求3所述的电池管理设备，

5.根据权利要求2所述的电池管理设备，

6.根据权利要求5所述的电池管理设备，

7.根据权利要求2所述的电池管理设备，该电池管理设备还包括：

8.根据权利要求7所述的电池管理设备，

9.根据权利要求1所述的电池管理设备，

10.根据权利要求9所述的电池管理设备，

11.根据权利要求1所述的电池管理设备，

12.一种电池组，该电池组包括根据权利要求1至11中的任一项所述的电池管理设备。

13.一种电池管理方法，该电池管理方法包括以下步骤：

14.根据权利要求13所述的电池管理方法，该电池管理方法还包括以下步骤：

技术总结根据本公开的一个实施方式的电池管理设备包括：副反应确定单元，该副反应确定单元确定表示电池的电压与微分容量之间的对应关系的微分曲线中的目标峰值，并且该副反应确定单元将预设参考曲线的参考峰值与目标峰值进行比较，以确定电池中是否发生副反应；以及副反应原因确定单元，该副反应原因确定单元确定在表示电池的电压和电阻之间的对应关系的电阻曲线中电池相对于参考电压区间的电阻模式，并且该副反应原因确定单元基于所确定的电阻模式来确定副反应的发生原因。技术研发人员：禹庚火,裵允玎受保护的技术使用者：株式会社LG新能源技术研发日：技术公布日：2024/9/29