CN101764259A - 一种动力锂离子二次电池的配组方法 - Google Patents

一种动力锂离子二次电池的配组方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种动力锂离子二次电池的配组方法，包括如下步骤：将动力锂离子二次电池进行一次充放电检测，取大于下限容量的电池为合格电池；将合格电池充电至50～90％额定容量，分选出电压降合格的二次电池；将得到的合格电池充满电后并联至少4个小时，使任意两个二次电池之间的电压差小于等于1mV；将得到的多个二次电池串联放电，采集并记录放电过程中各二次电池的电压，直至其中任意一个电池达到截止电压时停止放电；根据配组需要的串联电池个数和放电截止时电池电压设定配组压差标准，将压差在设定范围的电池配组。本发明在模拟电池使用状态条件下对电池各项参数进行测量分选，选出了特性接近的单体二次电池，提高了配组质量。

Description

一种动力锂离子二次电池的配组方法
技术领域
本发明涉及电池检测分选技术领域，具体涉及一种动力锂离子二次电池的配组方法。
背景技术
随着二次电池使用优点的逐步体现，二次电池的应用范围越来越广。目前，用于电动交通工具、电动工具、移动电源等装置中提供动力的电源大多为组合电池，如动力锂离子二次电池，这些电源少则由数十个单体电池组成，多则由数百个组成，因此需要组合电池中每个单体电池容量、内阻、自放电等参数趋于一致才能保证组合电池的容量和使用寿命。
现在普遍采用的分选方法主要有两种：(1)采用指定的容量范围进行分选，即选出的电池在容量上趋于一致；在组装电池时，再对电池的内阻及自放电等进行测量分选电池；(2)首先采用指定的容量范围进行分选，再通过充放电曲线进行比较，选取偏差符合要求的电池即可。
然而，以上方法的共同缺点在于：测试条件单一，脱离了电池实际使用情况；这是因为实际使用时电池组一般多为串联方式充放电，受电池直流内阻等因素的影响，相同放电容量的单体电池并不能同时充放电完全，因此往往会影响电池组的容量和使用寿命，但如果对直流内阻的进行测量，即在分选过程中增加单体电池直流内阻的测试，势必造成工序的繁琐及成本的增加；此外，现有方法使用的设备昂贵，电池测试配组过程繁琐。
发明内容
本发明的目的是提供一种动力锂离子二次电池的配组方法，以简化分选工序，并提高配组质量。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种动力锂离子二次电池的配组方法，包括如下步骤：
(1)将动力锂离子二次电池进行一次充放电检测，设定下限容量，取大于下限容量的电池为合格电池；
(2)将步骤(1)得到的合格电池充电至50～90％额定容量，在充电结束后t1和t2分别测量其电压，得到V1和V2，用V1减去V2得到二次电池的电压降，确定电压降合格标准后，分选出电压降合格的二次电池；
(3)将步骤(2)得到的合格电池充满电后并联至少4个小时，使任意两个二次电池之间的电压差小于等于1mV；
(4)将步骤(3)得到的多个二次电池串联放电，采集并记录放电过程中各二次电池的电压，直至其中任意一个电池达到截止电压时停止放电；
(5)根据配组需要的串联电池个数和放电截止时电池电压设定配组压差标准，将压差在设定范围的电池配组，本轮不能完成配组的电池重复步骤(3)进入下一次配组过程。
上文中，所述步骤(2)的电压降分选可以根据电池组的使用要求来确定分选标准，步骤(5)中的分选标准也是根据电池组的使用要求来确定的，并且根据不同产品的要求调整分选标准，以满足不同的需求。
上述技术方案中，所述步骤(2)中的t1为12～48小时，t2为168～336小时。
与之相应的另一种技术方案是，一种动力锂离子二次电池的配组方法，包括如下步骤：
(1)将动力锂离子二次电池进行一次充放电检测，设定下限容量，取大于下限容量的电池为合格电池；
(2)将步骤(1)得到的合格电池充电至50～90％额定容量，在充电结束后t3和t4分别测量其电压，得到V3和V4，用V3减去V4得到二次电池的电压降，确定电压降合格标准后，分选出电压降合格的二次电池；
(3)将步骤(2)得到的合格电池充满电后并联至少4个小时，使任意两个二次电池之间的电压差小于等于1mV；
(4)将步骤(3)得到的多个二次电池串联放电，采集并记录放电过程中各二次电池的电压，直至其中任意一个电池达到截止电压时停止放电；在放电结束1个小时后采集并记录各二次电池的开路电压；
(5)根据配组需要的串联电池个数和放电结束1个小时后记录的各二次电池的开路电压，设定配组压差标准，将压差在设定范围的电池配组，本轮不能完成配组的电池重复步骤(3)进入下一次配组过程。
上述技术方案中，所述步骤(2)中的t3为12～48小时，t4为168～336小时。
由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.本发明将多个二次电池串联放电，串联放电能够保持放电电流的一致性，在一个达到截止电压时，全部停止放电，因而能够找出性能更加匹配的电芯配组，即在模拟电池使用状态条件下对电池各项参数进行测量配组，从而选出特性接近的单体二次电池，提高了配组质量。
2.本发明采用串联放电的方法进行电池配组，不仅兼顾了电池直流内阻的影响因素，提高了配组质量，而且避免了对单体电池直流内阻的测量，大大简化了分选工序。
3.采用本发明的方法进行电池配组，得到的电池组放电电压较高，易于逆变回馈到电网，具有节电的功能。
4.本发明的配组方法简单且易于操作，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例一的流程框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
参见附图1所示，一种动力锂离子二次电池的配组方法，包括如下步骤：
(1)用夹具将电池夹紧，并放置在充放电检测装置上以0.2C的电流进行充放电检测，然后进行容量分选；
(2)将容量合格的电池用专用夹具夹紧，充电至50％额定容量，在充电结束后24小时及168小时测量单体电池的电压，分别得到电压V1和电压V2，用电压V1减电压V2得到单体电池的电压降，即可进行电压降分选；
(3)将电压降合格的单体电池充满电，并联4个小时以上，使任意两个单体电池间电压小于等于1mV；
(4)将电池串联放电，采集并记录放电过程中单体电池电压，至任意一个电池达到截止电压停止放电；
(5)根据配组需要的串联电池个数和记录的放电截止时的单体电池电压设定配组压差标准，将符合压差标准的进行配组，本轮不能完成配组的电池重复步骤(3)进入下一次配组过程。
以下为本实施例测试的具体数据：
  编号   0.2C放电容量   第1～7天压降(mV)   放电后电压(mV)
  E819   46773.6   2   3014
  E825   46815.5   2   3019
  E834   46644.6   3   3019
  E838   46573.5   3   3019
  E843   46617.5   2   3015
  E844   46674.1   3   3015
  E881   46516.6   3   3017
  E885   46568.5   3   3016
  E896   46781.1   2   3016
  E898   46510.2   3   3014
  E805   46483.7   3   3009
  E810   46402.6   3   3005
  E812   46502.9   3   3014
  E817   46605.6   2   3010
  编号   0.2C放电容量   第1～7天压降(mV)   放电后电压(mV)
  E824   46764.8   2   3013
  E832   46486.1   3   3008
  E854   46423.5   2   3007
  E868   46556.7   2   3006
  E870   46601.3   3   3005
  E878   46602.5   2   3011
从上表可以看出，用编号E819、E825、E834、E838、E843、E844、E881、E885、E896及E898的单体二次电池组合成电池组可以保证电池组的性能；而用编号E805、E810、E812、E817、E824、E832、E854、E868、E870及E878的单体二次电池组合成电池组也可以保证电池组的性能。

Claims (4)

1.一种动力锂离子二次电池的配组方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将动力锂离子二次电池进行一次充放电检测，设定下限容量，取大于下限容量的电池为合格电池；
(2)将步骤(1)得到的合格电池充电至50～90％额定容量，在充电结束后t1和t2分别测量其电压，得到V1和V2，用V1减去V2得到二次电池的电压降，确定电压降合格标准后，分选出电压降合格的二次电池；
(3)将步骤(2)得到的合格电池充满电后并联至少4个小时，使任意两个二次电池之间的电压差小于等于1mV；
(4)将步骤(3)得到的多个二次电池串联放电，采集并记录放电过程中各二次电池的电压，直至其中任意一个电池达到截止电压时停止放电；
(5)根据配组需要的串联电池个数和放电截止时电池电压设定配组压差标准，将压差在设定范围的电池配组，本轮不能完成配组的电池重复步骤(3)进入下一次配组过程。
2.根据权利要求1所述的动力锂离子二次电池的配组方法，其特征在于：所述步骤(2)中的t1为12～48小时，t2为168～336小时。
3.一种动力锂离子二次电池的配组方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将动力锂离子二次电池进行一次充放电检测，设定下限容量，取大于下限容量的电池为合格电池；
(2)将步骤(1)得到的合格电池充电至50～90％额定容量，在充电结束后t3和t4分别测量其电压，得到V3和V4，用V3减去V4得到二次电池的电压降，确定电压降合格标准后，分选出电压降合格的二次电池；
(3)将步骤(2)得到的合格电池充满电后并联至少4个小时，使任意两个二次电池之间的电压差小于等于1mV；
(4)将步骤(3)得到的多个二次电池串联放电，采集并记录放电过程中各二次电池的电压，直至其中任意一个电池达到截止电压时停止放电；在放电结束1个小时后采集并记录各二次电池的开路电压；
(5)根据配组需要的串联电池个数和放电结束1个小时后记录的各二次电池的开路电压，设定配组压差标准，将压差在设定范围的电池配组，本轮不能完成配组的电池重复步骤(3)进入下一次配组过程。
4.根据权利要求3所述的动力锂离子二次电池的配组方法，其特征在于：所述步骤(2)中的t3为12～48小时，t4为168～336小时。
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