一种电芯失效分析方法与流程

本发明涉及电芯失效分析，尤其涉及一种电芯失效分析方法。

背景技术：

1、火灾爆炸事故是电化学储能电站最危险、后果最严重的灾害之一。当前各类电池电化学储能项目中金属离子电池项目仍然占据主导地位，如锂离子电池达到89.21％(磷酸铁锂占比88.7％)。

2、然而，随着市场对储能系统的需求越来越大，国内外储能电站火灾事故频次逐渐增多。锂离子电池发生失控是由于内部产热速率高于散热速率，在锂离子电池的内部积攒了大量的热量，从而引起了连锁反应，导致电池起火和爆炸。因此，为了研发储能电站火灾探测预警技术及系统，对于电池失效的分析尤为重要。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电芯失效分析方法，研究电池失控时释放的微量特征参数，及时发出预警，提高储能电站的安全性。

2、根据本发明的一方面，提供了一种电芯失效分析方法，该电芯失效分析方法包括：

3、提供电芯发生失控的条件；

4、在电芯发生失控的过程中，对电芯的产气成分和/或烟雾颗粒进行采样；

5、分析电芯的产气成分，和/或，分析烟雾颗粒的性质；

6、根据电芯的产气成分和/或烟雾颗粒的性质发出预警信号。

7、可选的，提供电芯发生失控的条件，包括：

8、在绝热环境下对至少一种荷电状态的电芯进行加热。

9、可选的，提供电芯发生失控的条件，还包括：

10、对电芯进行测试，并确定电芯的失效电压；

11、根据失效电压，对电芯进行过充，并过充到至少两种荷电状态。

12、可选的，提供电芯发生失控的条件，还包括：

13、对电芯进行挤压或穿刺。

14、可选的，在电芯发生失控的过程中，对电芯的产气成分和/或烟雾颗粒进行采样，包括：

15、监测电芯发生失控过程中的至少三种状态下的温度，并对至少三种状态下的电芯的产气成分和/或烟雾颗粒进行采样。

16、可选的，电芯发生失控过程中的至少三种状态包括：电芯自放热起始状态、电芯产气状态和电芯失控起始状态；

17、监测电芯发生失控过程中的至少三种状态下的温度，包括：

18、监测电芯自放热起始状态的温度、电芯产气状态的温度以及电芯失控起始状态的温度。

19、可选的，分析电芯的产气成分，和/或，分析烟雾颗粒的性质，包括：

20、利用气相色谱-质谱联用、傅立叶变换红外吸收光谱或者微分电化学质谱对电芯的产气成分进行分析。

21、可选的，分析电芯的产气成分，和/或，分析烟雾颗粒的性质，还包括：

22、利用扫描电子显微镜或透射式电子显微镜对烟雾颗粒的性质进行分析。

23、可选的，利用扫描电子显微镜或透射式电子显微镜对烟雾颗粒的性质进行分析，包括：

24、利用扫描电子显微镜或透射式电子显微镜观察烟雾颗粒的形貌和粒径，根据烟雾颗粒的形貌和粒径对烟雾颗粒的折射率进行分析；

25、通过激光束检测烟雾颗粒的折射率变化。

26、可选的，根据电芯的产气成分和/或烟雾颗粒的性质发出预警信号，包括：

27、当电芯产生目标特征气体成分和/或烟雾颗粒的折射率变化时，发出电芯失效预警信号。

28、本发明实施例的技术方案，通过提供电芯发生失控的条件，并且在电芯发生失控的过程中采样并分析电芯的产气成分和/或烟雾颗粒的性质，根据电芯的产气成分和/或烟雾颗粒的性质变化发出预警信号，预防发生起火或爆炸，提高储能电站的安全性。

29、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种电芯失效分析方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电芯失效分析方法，其特征在于，所述提供电芯发生失控的条件，包括：

3.根据权利要求1所述的电芯失效分析方法，其特征在于，所述提供电芯发生失控的条件，还包括：

4.根据权利要求1所述的电芯失效分析方法，其特征在于，所述提供电芯发生失控的条件，还包括：

5.根据权利要求2所述的电芯失效分析方法，其特征在于，在所述电芯发生失控的过程中，对所述电芯的产气成分和/或烟雾颗粒进行采样，包括：

6.根据权利要求5所述的电芯失效分析方法，其特征在于，所述电芯发生失控过程中的至少三种状态包括：电芯自放热起始状态、电芯产气状态和电芯失控起始状态；

7.根据权利要求1-4任一项所述的电芯失效分析方法，其特征在于，所述分析所述电芯的产气成分，和/或，分析所述烟雾颗粒的性质，包括：

8.根据权利要求7所述的电芯失效分析方法，其特征在于，所述分析所述电芯的产气成分，和/或，分析所述烟雾颗粒的性质，还包括：

9.根据权利要求8所述的电芯失效分析方法，其特征在于，所述利用扫描电子显微镜或透射式电子显微镜对所述烟雾颗粒的性质进行分析，包括：

10.根据权利要求1所述的电芯失效分析方法，其特征在于，所述根据所述电芯的产气成分和/或所述烟雾颗粒的性质发出预警信号，包括：

技术总结本发明实施例公开了一种电芯失效分析方法。该电芯失效分析方法包括：提供电芯发生失控的条件；在电芯发生失控的过程中，对电芯的产气成分和/或烟雾颗粒进行采样；分析电芯的产气成分，和/或，分析烟雾颗粒的性质；根据电芯的产气成分和/或烟雾颗粒的性质发出预警信号。本发明实施例的技术方案，通过提供电芯发生失控的条件，并且在电芯发生失控的过程中采样并分析电芯的产气成分和/或烟雾颗粒的性质，根据电芯的产气成分和/或烟雾颗粒的性质变化发出预警信号，预防由于电芯失效而引发的起火或爆炸，提高储能电站的安全性。技术研发人员：蔡志亮,姚学轩,冯健磊,李宇新,李欣,袁淦钦,张智华,田旦瑜,芦大伟,李元佳受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4