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)的個體狀態(tài)的技術(shù)。本申請要求于2022年12月21日在韓國提交的韓國專利申請no.?10-2022-0181101和于2023年12月13日在韓國提交的韓國專利申請no.?10-2023-0181032的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用并入本文。

背景技術(shù)：

1、近來，對諸如筆記本計算機、攝像機和便攜式電話的便攜式電子產(chǎn)品的需求急劇增加，并且電動車輛、儲能電池、機器人、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，隨著電池在電動車輛和用于儲能的存儲電池中使用，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，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)計制造。具體地，有必要在電池制造階段期間單獨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)的個體狀態(tài)的技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、本公開被設(shè)計為解決相關(guān)技術(shù)的問題，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)的個體狀態(tài)。

3、本公開的這些和其他目的和優(yōu)點可以從以下詳細(xì)描述理解并且將從本公開的示例性實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)點可以通過在所附權(quán)利要求中示出的手段及其組合來實現(xiàn)。

4、技術(shù)方案

5、根據(jù)本公開的一個方面的診斷裝置，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)電極曲線單獨地進行比較，并且基于比較結(jié)果來診斷第一至第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)電極曲線單獨地進行比較的結(jié)果來確定第一至第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將第k權(quán)重因子乘以預(yù)設(shè)的第k參考電極容量來計算第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)重因子的總和來計算第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將預(yù)設(shè)的第k參考權(quán)重與第k權(quán)重因子相乘來計算第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根據(jù)第一至第m調(diào)整系數(shù)集針對第一至第n參考活性物質(zhì)曲線重復(fù)調(diào)整過程和合成過程來生成第一至第m模擬電極曲線。

16、診斷單元可以被配置為通過單獨地使用第一至第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)曲線來獲得。

18、診斷單元可以被配置為通過合成與第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程中使用的第一至第m調(diào)整系數(shù)集中的任一個的第一至第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)系的測量全單體曲線來獲得目標(biāo)電極曲線。

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

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

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

25、根據(jù)本公開的又一個方面的診斷方法，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-電壓測量信息來獲得目標(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)電極曲線單獨地進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)本公開的至少一個實施例，可以診斷電池的電極中包括的活性物質(zhì)的個體狀態(tài)。

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

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中的任一項所述的診斷裝置。

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

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)電極曲線單獨地進行比較，并且基于比較結(jié)果來診斷第一至第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
受保護的技術(shù)使用者：株式會社LG新能源
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9