CN101614793B

CN101614793B - 一种电池检测方法

Info

Publication number: CN101614793B
Application number: CN2008101268394A
Authority: CN
Inventors: 李成亮; 吴光麟
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2028-06-26
Also published as: CN101614793A

Abstract

本发明的评价电池一致性的方法包括对多个电池进行相同的恒流恒压充电，得到恒流段充入容量Q1与恒压段充入容量Q2，求出R＝Q2/Q1×100％或者R’＝Q1/Q2，根据各个电池的R或R’来判断各个电池之间的一致性。根据本发明的方法，可以容易且准确地判断单体电池之间是否具有一致性，本发明的方法对于工业上电池组的生产具有重要的意义。

Description

一种电池检测方法

技术领域

本发明涉及一种评价电池一致性的方法。

背景技术

电池组是由多个单体电池串联和/或并联连接而成的，但是由于各单体电池的一致性差别，电池组经过一定的充放电循环之后性能会有不同程度的下降，表现为容量衰减率的加大和电池组内单体电池一致性差别变大。单体电池性能上参差不齐并不全是缘于电池的生产技术问题，从涂膜开始到成品要经过多道工序，即使每道工序都经过严格的检测程序，使每只电池的电压、内阻、容量一致，使用一段时间后，也会产生差异。如果组成电池组的单体电池一致性不好，那么充放电过程会加大单体电池之间的差异，很容易引起部分电池过充电或过放电，而另一部分电池的性能得不到充分发挥，最终导致电池组性能的劣化，并且很快衰减或失效。

针对此问题，目前主要的解决方法是用外加电路来管理和均衡电池组中电池的充放电状态，但是根本的解决途径在于挑选一致性好的单体电池组成电池组。因此，如何将性能指标一致的单体电池挑选出来组成电池组，对生产电池组来说意义重大。目前，主要是根据电池的内阻、电压差及容量差来判定电池的一致性从而进行分类挑选的。

但是，通过电池内阻、电压差和容量差评价电池一致性的方法仍然具有一定的缺陷。因为即使是内阻相同、电压差很小、容量差别很小的两个同种型号电池，例如，对于新生产得到的同种型号的容量、内阻、电压差相同的单体电池，在组成电池组后仍然存在上述部分电池过充电或过放电，而另一部分电池的性能得不到充分发挥，最终导致电池组性能的劣化，并且很快衰减或失效的问题。由此可见，现有的评价方法并不能真正有效地判断电池的一致性，因此如何开发出一种更加有效的电池一致性评价方法成为了迫在眉睫需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中电池一致性评价方法不能真正有效地判断电池的一致性的缺点，提供一种能够真正有效地判断电池一致性的方法。

本发明提供了一种评价电池一致性的方法，其中，该方法包括对多个电池进行相同的恒流恒压充电，得到恒流段充入容量Q1与恒压段充入容量Q2，求出R＝Q2/Q1×100％或者R’＝Q1/Q2，根据各个电池的R或R’来判断各个电池之间的一致性。

根据本发明的方法，可以容易且准确地判断单体电池之间是否具有一致性，将这些具有一致性的单体电池组成电池组，可以得到循环性能优良的电池组。另外，在根据R＝Q2/Q1×100％判定电池之间的一致性时，通过将两个电池的R的差的绝对值限定在小于等于2.5％时，可以判定该两个电池具有一致性，在根据R’＝Q1/Q2来判定电池之间的一致性时，通过将两个电池的R’的差的绝对值限定在小于等于1.4时，可以判定该两个电池具有一致性，此时，由该具有一致性的单体电池组成的电池组的500次后的循环容量保持率在90％以上。

本发明的方法适用于同种型号的电池之间的一致性的评价，对于工业上电池组的生产具有重要的意义。

附图说明

图1为电池D1的恒流恒压充电的电压曲线图；

图2为电池D1的恒流恒压充电的电流曲线图。

具体实施方式

本发明的评价电池一致性的方法包括对多个电池进行相同的恒流恒压充电，得到恒流段充入容量Q1与恒压段充入容量Q2，求出R＝Q2/Q1×100％或者R’＝Q1/Q2，根据各个电池的R或R’来判断各个电池之间的一致性。

电池之间的R或R’越接近，说明电池之间的一致性越好。因此，可以将R或R’接近的单体电池组成电池组。

为了使得电池组具有优良的性能，在根据R＝Q2/Q1×100％判定电池之间的一致性时，优选在两个电池的R的差的绝对值小于等于2.5％时，判定该两个电池具有一致性；在根据R’＝Q1/Q2来判定电池之间的一致性时，优选两个电池的R’的差的绝对值限定在小于等于1.4时，判定该两个电池具有一致性。在上述优选情况下，电池组的循环性能优良，电池组的单体电池之间的一致性差别也不容易增大。进一步优选情况下，在根据R＝Q2/Q1×100％判定电池之间的一致性时，在两个电池的R的差的绝对值小于等于2.0％时，判定该两个电池具有一致性；在根据R’＝Q1/Q2来判定电池之间的一致性时，在两个电池的R’的差的绝对值限定在小于等于1.0时，判定该两个电池具有一致性。

本发明所述恒流段充入容量Q1与恒压段充入容量Q2可以根据恒流恒压充电过程的电流曲线得到。即，将电流曲线中的恒流充电段的电流对时间积分得到恒流段充入容量Q1，将电流曲线中的恒压充电段的电流对时间积分得到恒压段充入容量Q2。所述电流曲线可以根据常规的方法容易地得到。例如，可以通过充放电测试柜、数据采集仪、恒流恒压源对电池进行恒流恒压充电测试。

另外，本发明的方法适合各种通过恒流恒压充电的方式来进行充电的电池。所述电池例如可以是锂离子电池，所述恒流恒压充电是指先用恒定电流对电池充电，待电池的电压达到恒定电压值时，使电池在该恒定电压下进行恒压充电，在电流减小到截至电流时，充电结束。所述恒定电流的大小只要能对电池进行充电即可，可以在较大的范围内变动，但是考虑到不对电池造成损害以及缩短充电的时间，对于例如锂离子电池，所述恒定电流可以为0.1-2C，优选为0.5-1.5C。恒定电压的设定与电池材料有关，在不会对电池造成爆炸等的损害的前提下，所述恒定电压设定地越高，则充入的电量也越高，对于正极材料含有锂钴的锂离子电池来说，一般所述恒定电压可以是4-4.2V，但是考虑到在电池中充入尽量多的电量，所述恒定电压优选为4.2V。在恒压充电时，电流逐渐减小，电流越小，则充入的电量越多，因此所述截至电流优选趋近于0，但是那样充电时间会无限长，因此，为了在较短的时间内充电完毕，优选所述截至电流为0.01-0.02C。

另外，本发明中，也可以将电池的容量和电压差等因素与本发明所述的R或R’共同作为评价电池一致性的指标，从而更加全面地考量电池的一致性。

下面通过实施例来进一步说明本发明的方法。

实施例

该实施例用于说明本发明提供的电池一致性的评价方法。

将编号分别为D1-D10的10只满电态锂离子电池(BYD公司，LP053450锂钴电池，工作电流为1安培，容量为1200mAh)放上充放电柜(蓝奇BK6016)，以0.2C(240mA)的电流放电至3.0V，然后用0.83C(1A)的电流恒流充电，至电压到4.2V后转为恒压充电，恒压至电流小于0.01C(12mA)时结束充电。通过所述充放电柜得到电池D1-D10的恒流恒压充电的电压曲线图和电流曲线图，其中，电池D1的恒流恒压充电的电压曲线图和电流曲线图分别如图1和图2所示，电池D2-D10的恒流恒压充电的电压曲线图和电流曲线图与电池D1的类似，因此省略。

根据电池D1-D10的恒流恒压充电的电流曲线图中的恒流充电段(AB段)和恒压充电段(BC段)得出各电池的恒流段充入容量Q1与恒压段充入容量Q2，结果如表1所示。

表1

电池编号	Q1(mAh)	Q2(mAh)	R(％)	R’
					D1	1056	144	13.64	7.333
D2	1038	162	15.61	6.407
					D3	1046.4	153.6	14.68	6.813
D4	1069.2	130.8	12.23	8.174
					D5	1058.4	141.6	13.38	7.475
D6	1074	126	11.73	8.534
					D7	1048	152	14.50	6.895
D8	1050	150	14.29	7
					D9	1049	151	14.39	6.947
D10	1052	148	14.07	7.108

然后，根据R或R’将电池D1-D10分成四组，将D1与D5串联成电池组S1，两个电池的R的差的绝对值为0.26％，两个电池的R’的差的绝对值为0.142，判定电池D1与电池D5具有一致性；将D3与D4串联成电池组S2，两个电池的R的差的绝对值为2.45％，两个电池的R’的差的绝对值为1.361，判定电池D3与电池D4具有一致性；将D2与D6串联成电池组S3，两个电池的R的差的绝对值为3.88％，两个电池的R’的差的绝对值为2.127，判定电池D2与电池D6不具有一致性；将电池D7-D10串联成电池组S4，四个电池互相之间的R的差的绝对值均小于2％，四个电池互相之间的R’的差的绝对值均小于1，判定电池D7-D10具有一致性；

然后，将电池组S1-S3分别进行如下的充放电循环测试，步骤如下：以0.5C放电至电压为6.0V，搁置10分钟。然后用0.5C恒流充电至8.4V后转为恒压充电，恒压充电的截止电流为0.02C，搁置10分钟，循环以上充放电过程。记录首次充放电循环后的初始容量和500次充放电循环后的容量，并按照下式求出500次循环后的电池组的容量保持率。结果如表2所示。

将电池组S4分别进行如下的充放电循环测试，步骤如下：以0.5C放电至电压为12.0V，搁置10分钟。然后用0.5C恒流充电至16.8V后转为恒压充电，恒压充电的截止电流为0.02C，搁置10分钟，循环以上充放电过程。记录首次充放电循环后的初始容量和500次充放电循环后的容量，并按照下式求出500次循环后的电池组的容量保持率。结果如表2所示。

500次循环后的电池组的容量保持率＝500次循环后的容量/初始容量×100％

表2

电池组编号	S1	S2	S3	S4
					500次循环后的容量(mAh)	1152	1104	996	1140
初始容量 (mAh)	1200	1200	1200	1200
					容量保持率 (％)	96	92	83	95

从表2可以看出，由符合本发明的一致性评价标准的单体电池组成的电池组S1、S2和S4的500次循环后的电池组的容量保持率均在90％以上，即电池组中的单体电池之间的一致性好，而电池组S3的两个单体电池的之间的一致性较差。

Claims

1.一种电池检测方法，其特征在于，该方法包括对多个电池进行相同的恒流恒压充电，所述恒流恒压充电是指先用恒定电流对电池充电，待电池的电压达到规定的恒定电压值时，使电池在该恒定电压下进行恒压充电，在电流减小到截止电流时，充电结束，所述恒定电压为4-4.2V，截止电流为0.01-0.02C；得到恒流段充入容量Q1与恒压段充入容量Q2，求出R＝Q2/Q1×100％或者R’＝Q1/Q2，根据各个电池的R或R’来判断各个电池之间的一致性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述恒流段充入容量Q1与恒压段充入容量Q2根据恒流恒压充电过程的电流曲线得到。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电池为锂离子电池。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述恒定电流为0.5-1.5C。