本公開涉及一種用于診斷電池的電極中包含的多種活性物質(zhì)的個(gè)體狀態(tài)的技術(shù)。本申請(qǐng)要求于2022年12月21日在韓國(guó)提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)no.?10-2022-0181101和于2023年12月13日在韓國(guó)提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)no.?10-2023-0181032的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。

背景技術(shù)：

1、近來(lái)，對(duì)諸如筆記本計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)和便攜式電話的便攜式電子產(chǎn)品的需求急劇增加，并且電動(dòng)車輛、儲(chǔ)能電池、機(jī)器人、衛(wèi)星等得到大力發(fā)展。因此，正在積極研究允許重復(fù)充電和放電的高性能電池。

2、目前市售的電池包括鎳鎘電池、鎳氫電池、鎳鋅電池、鋰電池等。在它們當(dāng)中，由于鋰電池與鎳基電池相比幾乎沒(méi)有記憶效應(yīng)并且還具有非常低的自放電率和高能量密度，所以鋰電池備受矚目。

3、近來(lái)，隨著電池在電動(dòng)車輛和用于儲(chǔ)能的存儲(chǔ)電池中使用，提高電池的能量效率已經(jīng)成為重要的研究任務(wù)之一。

4、作為提高電池的能量效率的手段，可以使用其中混合兩種或更多種類型的活性物質(zhì)的正極物質(zhì)和/或負(fù)極物質(zhì)。

5、同時(shí)，為了優(yōu)化電池的能量效率，有必要在制造階段期間確定電池是否根據(jù)設(shè)計(jì)制造。具體地，有必要在電池制造階段期間單獨(dú)地診斷多種活性物質(zhì)的狀態(tài)。此外，在使用階段，有必要根據(jù)電池劣化單獨(dú)地診斷多種活性物質(zhì)的狀態(tài)，并且根據(jù)診斷結(jié)果適當(dāng)?shù)卦O(shè)定使用條件。具體地，由于電極中包括的多種活性物質(zhì)的混合比率隨著電池劣化而改變，因此有必要在電池使用階段期間單獨(dú)地診斷多種活性物質(zhì)的狀態(tài)。

6、因此，需要一種可以診斷電池的電極中包括的多種活性物質(zhì)的個(gè)體狀態(tài)的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問(wèn)題

2、本公開被設(shè)計(jì)為解決相關(guān)技術(shù)的問(wèn)題，并且因此本公開旨在提供一種診斷裝置、制造系統(tǒng)、電池組、電動(dòng)車輛以及診斷方法，其可以診斷電池的電極中包括的活性物質(zhì)的個(gè)體狀態(tài)。

3、本公開的這些和其他目的和優(yōu)點(diǎn)可以從以下詳細(xì)描述理解并且將從本公開的示例性實(shí)施例變得更加完全顯而易見。而且，將容易理解，本公開的目的和優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)在所附權(quán)利要求中示出的手段及其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4、技術(shù)方案

5、根據(jù)本公開的一個(gè)方面的診斷裝置，用于診斷電池的電極中包括的第一至第n活性物質(zhì)的狀態(tài)，該電極為正極或負(fù)極，該診斷裝置包括：曲線獲得單元，其被配置為獲得表示電極的容量與電壓之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的目標(biāo)電極曲線；以及診斷單元，其被配置為基于預(yù)定的第一至第n參考活性物質(zhì)曲線來(lái)生成第一至第m模擬電極曲線，將第一至第m模擬電極曲線與目標(biāo)電極曲線單獨(dú)地進(jìn)行比較，并且基于比較結(jié)果來(lái)診斷第一至第n活性物質(zhì)的狀態(tài)，其中，n是2或更大的自然數(shù)，并且m是2或更大的自然數(shù)。

6、診斷單元可以被配置為基于將第一至第m模擬電極曲線與目標(biāo)電極曲線單獨(dú)地進(jìn)行比較的結(jié)果來(lái)確定第一至第n權(quán)重因子。

7、診斷單元可以被配置為基于與第一至第n活性物質(zhì)當(dāng)中的第k活性物質(zhì)相關(guān)聯(lián)的第k權(quán)重因子來(lái)確定電極中包括的第k活性物質(zhì)的特性值，其中，k是小于或等于n的自然數(shù)。

8、特性值可以指示當(dāng)前可用容量、電極內(nèi)的組成比率、或權(quán)重。

9、診斷單元可以被配置為通過(guò)將第k權(quán)重因子乘以預(yù)設(shè)的第k參考電極容量來(lái)計(jì)算第k活性物質(zhì)的當(dāng)前可用容量。

10、診斷單元可以被配置為通過(guò)將第k權(quán)重因子除以所有第一至第n權(quán)重因子的總和來(lái)計(jì)算第k活性物質(zhì)在電極內(nèi)的組成比率。

11、診斷單元可以被配置為通過(guò)將預(yù)設(shè)的第k參考權(quán)重與第k權(quán)重因子相乘來(lái)計(jì)算第k活性物質(zhì)的權(quán)重。

12、診斷單元可以被配置為基于第k活性物質(zhì)的特性值和預(yù)設(shè)的第k閾值來(lái)診斷第k活性物質(zhì)的狀態(tài)。

13、在第一至第n參考活性物質(zhì)曲線中，第k參考活性物質(zhì)曲線可以表示第k參考電極在充電或放電過(guò)程中獲得的容量-電壓關(guān)系，其中，k是小于或等于n的自然數(shù)。

14、第k參考電極可以被制造為包括單一活性物質(zhì)，該單一活性物質(zhì)是與第k活性物質(zhì)相同類型的活性物質(zhì)。

15、診斷單元可以被配置為通過(guò)根據(jù)第一至第m調(diào)整系數(shù)集針對(duì)第一至第n參考活性物質(zhì)曲線重復(fù)調(diào)整過(guò)程和合成過(guò)程來(lái)生成第一至第m模擬電極曲線。

16、診斷單元可以被配置為通過(guò)單獨(dú)地使用第一至第m調(diào)整系數(shù)集當(dāng)中的第j調(diào)整系數(shù)集的第一至第n調(diào)整系數(shù)，從第一至第n參考活性物質(zhì)曲線生成與第j調(diào)整系數(shù)集相關(guān)聯(lián)的第一至第n調(diào)整活性物質(zhì)曲線。

17、在第一至第n調(diào)整活性物質(zhì)曲線當(dāng)中，第k調(diào)整活性物質(zhì)曲線可以通過(guò)沿容量軸用第k調(diào)整系數(shù)縮放第k參考活性物質(zhì)曲線來(lái)獲得。

18、診斷單元可以被配置為通過(guò)合成與第j調(diào)整系數(shù)集相關(guān)聯(lián)的第一至第n調(diào)整活性物質(zhì)曲線來(lái)生成第j模擬電極曲線。

19、診斷單元可以被配置為確定第一至第m模擬電極曲線當(dāng)中與目標(biāo)電極曲線具有最小誤差的模擬電極曲線。

20、診斷單元可以被配置為將在生成所確定的模擬電極曲線的過(guò)程中使用的第一至第m調(diào)整系數(shù)集中的任一個(gè)的第一至第n調(diào)整系數(shù)確定為第一至第n權(quán)重因子。

21、曲線獲得單元可以被配置為基于表示電池的容量-電壓關(guān)系的測(cè)量全單體曲線來(lái)獲得目標(biāo)電極曲線。

22、根據(jù)本公開的另一個(gè)方面的電池制造系統(tǒng)包括根據(jù)本公開的一個(gè)方面的診斷裝置。

23、根據(jù)本公開的又一個(gè)方面的電池組包括根據(jù)本公開的一個(gè)方面的診斷裝置。

24、根據(jù)本公開的又一個(gè)方面的電動(dòng)車輛包括根據(jù)本公開的一個(gè)方面的診斷裝置。

25、根據(jù)本公開的又一個(gè)方面的診斷方法，用于診斷電池的電極中包括的第一至第n活性物質(zhì)的狀態(tài)，其中，電極為正極或負(fù)極，該診斷方法可以包括：基于電極的容量-電壓測(cè)量信息來(lái)獲得目標(biāo)電極曲線；從第一至第n參考活性物質(zhì)曲線生成第一至第m模擬電極曲線；以及將第一至第m模擬電極曲線與目標(biāo)電極曲線單獨(dú)地進(jìn)行比較以診斷第一至第n活性物質(zhì)的狀態(tài)，其中，n是2或更大的自然數(shù)，并且m是2或更大的自然數(shù)。

26、有益效果

27、根據(jù)本公開的至少一個(gè)實(shí)施例，可以診斷電池的電極中包括的活性物質(zhì)的個(gè)體狀態(tài)。

28、此外，根據(jù)本公開的至少一個(gè)實(shí)施例，可以基于電極中包括的活性物質(zhì)的狀態(tài)來(lái)診斷電極和電池的狀態(tài)而無(wú)需拆卸電池。

29、本公開的效果不限于以上提到的效果，并且從權(quán)利要求的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚地理解其他未提到的效果。

技術(shù)特征：

1.一種診斷裝置，用于診斷電池的電極中包括的第一至第n活性物質(zhì)的狀態(tài)，所述電極為正極或負(fù)極，所述診斷裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的診斷裝置，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的診斷裝置，

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的診斷裝置，

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的診斷裝置，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置，

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的診斷裝置，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的診斷裝置，

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的診斷裝置，

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置，

12.一種電池制造系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的診斷裝置。

13.一種電池組，包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的診斷裝置。

14.一種電動(dòng)車輛，包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的診斷裝置。

15.一種診斷方法，用于診斷電池的電極中包括的第一至第n活性物質(zhì)的狀態(tài)，其中，所述電極為正極或負(fù)極，所述診斷方法包括：

技術(shù)總結(jié)
提供了一種診斷裝置、電池制造系統(tǒng)、電池組、電動(dòng)車輛以及診斷方法。根據(jù)本公開的診斷裝置用于診斷電池的電極中包括的第一至第n活性物質(zhì)的狀態(tài)，并且包括：曲線獲得單元，其被配置為獲得表示電極的容量與電壓之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的目標(biāo)電極曲線；以及診斷單元，其被配置為基于預(yù)定的第一至第n參考活性物質(zhì)曲線來(lái)生成第一至第m模擬電極曲線，將第一至第m模擬電極曲線與目標(biāo)電極曲線單獨(dú)地進(jìn)行比較，并且基于比較結(jié)果來(lái)診斷第一至第n活性物質(zhì)的狀態(tài)，其中，n是2或更大的自然數(shù)，并且m是2或更大的自然數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：崔淳柱,金大洙,金榮德
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會(huì)社LG新能源
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9