CN102760907B - 一种锂二次电池组的配组方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种锂二次电池组的配组方法属于二次电池领域，（1）将电池充放电1～3个循环，记录最后一次放电容量C0，设定容量下限，取C0不小于下限容量的电池为合格电池；（2）继续以0.01C5～0.5C5放电至放电截止电压Vd2.0V～3.0V，将电池放电至空电状态；（3）将步骤（2）放电后的空电状态的电池补入容量C1；（4）电池于20～50℃环境下储存t1时间，测量记录储存后电池电压V1，而后继续将电池在20～50℃环境下储存t2时间，测试储存后电池电压V2，计算电压差ΔV=V2-V1，设定ΔV范围，（5）取电池按照一定的容量配组标准对电池进行分组，本发明的电池组配组方法优点是电池组中各单体电池自耗电隐患小，电池放电一致性好，电池组组装安全，电池组可靠性高。

Description

一种锂二次电池组的配组方法
技术领域
本发明一种锂二次电池组的配组方法属于二次电池领域，特别是涉及一种锂离子电池组的电池配组方法。
背景技术
随着锂离子电池的快速发展，锂离子电池作为动力、储能电源亦开始得到大量应用。与手机等小型移动用电设备相比，动力、储能电池所需要储能电源输出功率高，使用寿命长，这就要求电池进行多并、多串的组合，电池组的价格高，价值大，因此，对电池可靠性和一致性提出了更高的要求。电池组中任意单体电池的功能性失效，均会导致整个电池组的功能性失效，甚至会引发电池的安全性失控等问题。为保证电池组中各单体电池的一致性，需要对电池进行筛选、分组，以确保电池组中各单体电池的一致性。电池的一致性指标有容量、电压、放电平台、内阻、自耗电速度等。其中，以电池的自耗电速度尤为重要，且难以甄别。在没有均衡充放电的体系中，因自耗电不同，经过长时间的储存和使用，电池的一致性会发生很大的变化。目前行业标准的自耗电测试方法是充饱电（SOC　100%）搁置1个月测荷电保持率，生产上普遍采用的电池自耗电测试方法为将电池充至满电状态（SOC　90～100%）或半电状态（SOC　40～60%），而后对电池进行常温储存或高温储存，通过考察储存前后电池的电压降以检测电池的自耗电水平。此类方法的缺陷是满电状态或半电状态下，锂离子电池的电压-容量关系不明显；对于磷酸铁锂型电池而言，满电状态或半电状态下电压-容量关系很不明显。因此，采用上述方法需要通过长时间的储存方能有一定效果，不利于大规模生产应用。同时，电池的荷电状态越高，电池储存和组装时安全隐患越大。满电状态或半电状态的电池，自耗电挑选测试时间长，一般15～30天，批量生产周期长，资金积压大，成本高，客户对交期不满意；缩短挑选测试时间，自耗电偏大的电芯挑不出来，产品出到客户处检验不合格，客户抱怨。电池组质量可靠性跟交期成本形成矛盾。中国专利申请CN101764259A公布了荷电50～90%储存7～14天的挑选自耗电的方法，荷电较高，挑选时间较长。挑选电池时，在制品在制程中有自耗电合格的电池，也有自耗电大的电池，高荷电态下，自耗电大的电池容易发热，存在自热自燃的风险，产生高于130℃的高温，会使其邻近的电池内部隔膜熔化，相继发生内部短路，发生连锁反应；很多电池厂起火，皆因电池自热自燃；在荷电50～90%储存，电池电压处于电池放电电压平台段，电压相对平稳，不容易通过电压反映电池的自耗电水平，需要较长时间，也不能全部识别出自耗电大的电池，会有漏网之鱼，混入电池组中，成为日后产品功能损失和爆炸起火的隐患。
发明内容
本发明的目的是避免现有技术中的不足之处，而提供一种利于大规模生产应用，自耗电挑选测试时间短，对电池进行快速配组，电池组装安全，可靠性高的一种锂二次电池组的配组方法。
通过研究分析钴酸锂锂离子电池、锰酸锂锂离子电池、镍钴锰酸锂锂离子电池、磷酸铁锂锂离子电池等锂离子电池的放电曲线，发现放电初始时由于极化作用，电压很快掉下来，中间阶段相对平稳，放电末段几乎直线下降，有0～10%容量在末段放出。利用锂离子电池放电平台平、后段斜线直的特点，我们可以找出斜线段电压跟剩余容量的比例关系，就可以根据储存电压变化来计算自耗电率。在荷电0～10%的空电状态或低荷电状态，如果电池有漏电，搁置1～10天时间内电压很容易发生变化，通过电压变化可以计算1～10天的自耗电率。在荷电0～10%的空电状态或低荷电状态，如果电池发生内部短路，其释放的能量不足以使其自身升温到燃点以上，也不能加热其邻近的电池，不能使邻近的电池内部隔膜熔化，不会发生连锁反应，不会发生爆炸起火事故。
通过将电池以小电流放电至空电状态或低荷电状态，或补充少量电荷至低荷电状态，在空电状态或低荷电状态下（SOC　0～10%）经短时间储存并挑选电池电压，剔除自耗电大的低压的电池，同时，在空电状态或低荷电状态下对电池组进行装配，从而达到快速配组、电池组装安全、电池组可靠性高的目的。
本发明的目的是通过以下步骤来实现的：
（1）将电池充放电1～3个循环，记录最后一次放电容量C0，设定下限容量，取C0不小于下限容量的电池为合格电池；下限容量是生产工艺定义的最低合格容量，一般为额定容量C5，或者比额定容量略高以保证发给客户的电池达到额定容量C5以上，范围5～500Ah。电池充放电是0.1 C5～5 C5恒流充电至充电截止电压Vc，充电截止电压4.2V～3.6V，转恒压充电至0.01 C5～0.5 C5截止，0.2 C5～10 C5恒流放电至放电截止电压Vd。放电截止电压3V～2V。
充电截止电压Vc根据电池体系确定，如钴酸锂-石墨体系为4.2V，磷酸铁锂-石墨体系为3.6V。放电截止电压Vd也根据电池体系确定，如钴酸锂-石墨体系为3V，磷酸铁锂-石墨体系为2V。额定容量是生产厂标明的电池或电池组容量，指电池或电池组在环境温度为23℃±2℃条件下，以5h率放电至终止电压时所应提供的电量，用C5表示，单位为Ah(安培小时)或mAh（毫安小时）。
（2）在上述充放电操作中的最后一次放电基础上，继续以0.01 C5～0.5 C5放电至放电截止电压Vd 2.0V～3.0V，使电池处于空电状态。小倍率电流放电的目的是减少极化作用的影响，使电池更加整齐地放电到空电状态，放电后电池电压一致性高。
（3）将步骤（2）放电后的空电状态的电池以0.01 C5～0.5 C5充入容量C1；容量C1为电池额定容量的0.1%～10%，更优选的容量C1为电池额定容量的2%～5%。使电池处于低荷电状态。
（4）将步骤（3）的电池于20～50℃环境下储存t1时间，测量记录储存后电池电压，记为V1；而后继续将电池在20～50℃环境下储存t2时间，测试储存后电池电压，记为V2，计算电压差ΔV=V2-V1，其中t1为1h～48h，t2为24h～240h；设定ΔV范围为-20mV～10mV，ΔV合格的范围更优选为-10mV～5mV。
（5）将步骤（4）分选后合格电池，根据配组所需要的串联电池个数，取电池按照一定的容量配组标准对电池进行分组，而后，对电池组进行焊接组装形成完整电池组，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的5%，优选各单体电池容量差不大于其额定容量的2%。
本发明的目的是通过以下步骤来实现的：
（1）将电池充放电1～3个循环，记录最后一次放电容量C0，设定下限容量，取C0不小于下限容量的电池为合格电池；下限容量是生产工艺定义的最低合格容量，一般为额定容量C5，或者比额定容量略高以保证发给客户的电池达到额定容量C5以上，范围5～500Ah。电池充放电是0.1 C5～5 C5恒流充电至充电截止电压Vc，充电截止电压4.2V～3.6V，转恒压充电至0.01 C5～0.5 C5截止，0.2 C5～10 C5恒流放电至放电截止电压Vd。放电截止电压3V～2V。
充电截止电压Vc根据电池体系确定，如钴酸锂-石墨体系为4.2V，磷酸铁锂-石墨体系为3.6V。放电截止电压Vd也根据电池体系确定，如钴酸锂-石墨体系为3V，磷酸铁锂-石墨体系为2V。额定容量是生产厂标明的电池或电池组容量，指电池或电池组在环境温度为23℃±2℃条件下，以5h率放电至终止电压时所应提供的电量，用C5表示，单位为Ah(安培小时)或mAh（毫安小时）。
（2）在上述充放电操作中的最后一次放电基础上，继续以0.01 C5～0.5 C5放电至放电截止电压Vd2.0V～3.0V，使电池处于空电状态。小倍率电流放电的目的是减少极化作用的影响，使电池更加整齐地放电到空电状态，放电后电池电压一致性高。
（3）将步骤（2）的电池于20～50℃环境下储存t1时间，测量记录储存后电池电压，记为V1；而后继续将电池在20～50℃环境下储存t2时间，测试储存后电池电压，记为V2，计算电压差ΔV=V2-V1，其中t1为1h～48h，t2为24h～240h；设定ΔV范围为-20mV～10mV，ΔV合格的范围更优选为-10mV～5mV。
（4）将步骤（3）分选后合格电池，根据配组所需要的串联电池个数，取电池按照一定的容量配组标准对电池进行分组，而后，对电池组进行焊接组装形成完整电池组，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的5%，优选各单体电池容量差不大于其额定容量的2%。
本发明的目的是通过以下步骤来实现的：
（1）将电池充放电2～3个循环，最后一次放电控制放出容量90% C5～99.9% C5，使电池剩余容量为电池额定容量的0.1%～10%，使电池处于低荷电状态。记录倒数第二次放电容量C0，设定下限容量，取C0不小于下限容量的电池为合格电池；下限容量是生产工艺定义的最低合格容量，一般为额定容量C5，或者比额定容量略高以保证发给客户的电池达到额定容量C5以上，范围5～500Ah。电池充放电是0.1 C5～5 C5恒流充电至充电截止电压Vc，充电截止电压4.2V～3.6V，转恒压充电至0.01 C5～0.5 C5截止，0.2 C5～10 C5恒流放电至放电截止电压Vd。放电截止电压3V～2V。
充电截止电压Vc根据电池体系确定，如钴酸锂-石墨体系为4.2V，磷酸铁锂-石墨体系为3.6V。放电截止电压Vd也根据电池体系确定，如钴酸锂-石墨体系为3V，磷酸铁锂-石墨体系为2V。额定容量是生产厂标明的电池或电池组容量，指电池或电池组在环境温度为23℃±2℃条件下，以5h率放电至终止电压时所应提供的电量，用C5表示，单位为Ah(安培小时)或mAh（毫安小时）。
（2）将步骤（1）的电池于20～50℃环境下储存t1时间，测量记录储存后电池电压，记为V1；而后继续将电池在20～50℃环境下储存t2时间，测试储存后电池电压，记为V2，计算电压差ΔV=V2-V1，其中t1为1h～48h，t2为24h～240h；设定ΔV范围为-20mV～10mV，ΔV合格的范围更优选为-10mV～5mV。
（3）将步骤（2）分选后合格电池，根据配组所需要的串联电池个数，取电池按照一定的容量配组标准对电池进行分组，而后，对电池组进行焊接组装形成完整电池组，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的5%，优选各单体电池容量差不大于其额定容量的2%。
本发明的放电截止电压Vd为2.0V～3.0V，根据电池体系不同而不同，如磷酸铁锂电池放电截止电压Vd为2.0V，钴酸锂电池放电截止电压Vd为3.0V。
在电池组的可靠性影响因素中，各单体电池的自耗电水平尤为重要。因此，如何剔除电池中自耗电大的电池成为影响电池组可靠性的关键因素。
电池的荷电容量与其稳定开路电压成正比，理论上，只要电压测试的精度足够高，就可以得到其对应状态的电池荷电容量。在电池的荷电容量与稳定开路电压的关系中，以空电状态或低荷电状态下（SOC　0～10%）关系最为明显。满电态电池在储存过程中安全隐患大，操作时短路打火几率大。同时，对于磷酸铁锂型电池，其满电态荷电容量与稳定开路电压关系同样存在关系不明显的现象，实际操作过程中容易误判。而任何类型的锂离子电池，电池在空电状态或低荷电状态下（SOC　0～10%）电池荷电容量与电池稳定开路电压关系表现明显，电池轻微的自耗电现象，均能通过电池开路电压降反映出来，且电池的荷电量越低，此种现象越明显。因此，本发明采用空电状态或低荷电状态下（SOC　 0～10%）储存电池，通过检测电池开路电压的变化，可有效剔除自耗电大的电池，从而保证电池组的可靠性。 
串联电池的特点是流经各单体的电流大小相同，意即电池组在充放电过程中，串联电池中各单体电池充放电容量大小一致，因此，串联电池组中各单体电池起始实际荷电容量（实际容量多少，而非荷电百分比）一致，可确保电池组放电的一致性。本发明方法中在电池空电状态或低荷电状态挑选自耗电后，对电池补充入电池额定容量的0%～10%，可有效保证电池放电的一致性。同时，荷电量为0～10%的空电状态或低荷电状态下电池安全性好，可有效避免生产操作过程中出现的短路打火、跌落、刺穿等导致的安全隐患。电池按标准放电制度0.2C5放电到标准放电截止电压Vd，认定电池荷电态为SOC 0%；本发明方法定义以0.01 C5～0.5 C5放电至放电截止电压Vd 2.0V～3.0V，认定电池为空电状态，此时对电池做钉刺测试，使其内部短路，电池释放少量的残余容量，电池温升低，不燃烧不爆炸，安全性高；电池仅有的残余容量，只要有漏电，很容易从电压反映出来。电池按标准放电制度放电到标准放电截止电压，再充入0～10%的容量，电池荷电态为0～10%，荷电量少，此时对电池做钉刺测试，使其内部短路，释放的热量不足以使温度升高到隔膜熔解的温度，其本身不燃烧不爆炸，也不会使其邻近的电池发生连锁反应，安全性高；电池的电量减少，电压直线下降，容易从电压变化体现出电池自耗电水平，容易剔除自耗电大的电池，配组可靠性高。
本发明的电池组配组方法优点是电池组中各单体电池自耗电隐患小，电池放电一致性好，电池组组装安全，电池组可靠性高，实际应用时快捷、简单、易操作，具有很好的市场应用前景。
附图说明
附图1是磷酸铁锂锂离子电池的放电曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
附图1是11585135Fe型磷酸铁锂锂离子电池的放电曲线。
实施例1：本公司所生产11585135Fe型磷酸铁锂锂离子电池，标称电压3.2V，额定容量10Ah，需要组装成1P-12S电池组。现根据本发明所述方法对电池进行如下操作。
（1）将电池0.5C5倍率电流充放电2周，记录最后一次放电容量为C0，C0≥10Ah为合格电池；
（2）将上述合格电池继续以0.2 C5 小倍率电流放电至2.0V；使电池处于空电状态。
（3）将步骤（2）操作后电池室温环境下储存24h，测量记录电池电压为V1，而后继续将电池于室温环境下储存120h，测量记录电池电压为V2，计算ΔV=V2-V1。ΔV范围为-5mV～5mV判定为合格电池。
上述操作各电池具体数据如表1所示：
表1.                                               
Figure 2011101106673100002DEST_PATH_IMAGE001
（4）设定容量差异在3%以内的电池允许配组。由表中数据可以看出，F1、F2、F4、F5、F7、F13、F15、F17、F19、F24、F26、F27共12只可作为一组1P-12S电池组，F3、F6、F9、F11、F12、F14、F16、F18、F21、F22、F23、F25共12只可作为另一组1P-12S电池组。
（5）经过步骤（4）电池配组后，对电池组进行焊接组装，加装12S保护板，装配成1P-12S完整电池组。所用12S保护板，无均衡功能，过充保护电压3.9V/节，过放保护电压2V/节。
验证：按上述方法配的第一组电池，5A恒流充电43.8V，转43.8V恒压充电至500mA截止。5A恒流放电到24V截止，放出容量10672mAh。放电截止瞬间电压，一致性高，见表2。
表2
Figure 2011101106673100002DEST_PATH_IMAGE002
对第一组电池做0.5 C5充放循环，记录放电容量和放电截止总电压，计算放电截止平均分电压，见表3。
表3
Figure 2011101106673100002DEST_PATH_IMAGE003
循环仍在进行中，容量发挥平稳，放电截止总电压和平均分电压一致性高。
安全测试：在室温28℃，取没有用于配组的F28号电池，用图钉压入电池中心部位，使电池内部短路，同时测量短路点温度，最高温度33℃，温升5℃，不燃烧不爆炸。
实施例2：本公司所生产130125155Fe型磷酸铁锂锂离子电池，标称电压3.2V，额定容量20Ah，需要组装成1P-8S电池组。现根据本发明所述方法对电池进行如下操作。
(1)将电池0.5C5倍率电流充放电1周，记录最后一次放电容量为C0，C0≥20Ah为合格电池；
(2)将上述合格电池继续以I为0.2 C5小倍率电流放电至2.0V；
(3)对电池充电，0.2 C5充12min，即电池SOC为4%。使电池处于低荷电状态。
（4）将步骤（3）充电后电池室温环境下储存12h，测量记录电池电压为V1，而后继续将电池于室温环境下储存144h，测量记录电池电压为V2，计算ΔV=V2-V1。ΔV范围为-10mV～0mV判定为合格电池。
上述操作各电池具体数据如表4所示：
表4
Figure 2011101106673100002DEST_PATH_IMAGE004
（5）设定容量差异在3%以内的电池允许配组。由表中数据可以看出，J1、J4、J6、J8、J10、J12、J13、J14共8pcs搁置压降最低，自耗电水平一致，可作为一组1P-8S电池组，J2、J5、J9、J11、J15、J16、J18、J19共8pcs搁置压降接近，自耗电水平相当，可作为另一组1P-8S电池组。
（6）经过步骤（5）电池配组后，对电池组进行焊接组装，加装8S保护板，装配成1P-8S完整电池组。所用8S保护板，无均衡功能，过充保护电压3.9V/节，过放保护电压2V/节。
验证：对上述方法配的第一组电池充电，10A恒流充电29.2V，转29.2V恒压充电至1000mA截止。10A恒流放电16V，放出容量20680mAh。放电截止瞬间电压，一致性高，见表5。
表5
Figure 2011101106673100002DEST_PATH_IMAGE005
对第一组电池做0.5 C5充放循环，记录放电容量和放电截止总电压，计算放电截止平均分电压，见表6。
表6
Figure 2011101106673100002DEST_PATH_IMAGE006
循环仍在进行中，容量发挥平稳，放电截止总电压和平均分电压一致性高。
安全测试：在室温28℃，取没有用于配组的J3和J17号电池，用图钉压入电池中心部位，使电池内部短路，同时测量短路点温度，最高温度分别为43℃和45℃，温升15～17℃，不燃烧不爆炸。
实施例3：本公司所生产11065145Fe型磷酸铁锂锂离子电池，标称电压3.2V，额定容量9Ah，需要组装成1P-8S电池组。现根据本发明所述方法对电池进行如下操作。
(1)将电池0.5C5倍率电流充放电2周，记录第1周放电容量为C0，C0≥9Ah为合格电池；第2周放电时以0.5 C5恒流放电115.2 min，放出96%电量，即电池SOC为4%。使电池处于低荷电状态。
(2)将步骤（1）调整荷电量为SOC 4%后的电池室温环境下储存12h，测量记录电池电压为V1，而后继续将电池于室温环境下储存168h，测量记录电池电压为V2，计算ΔV=V2-V1。ΔV范围为-10mV～5mV判定为合格电池。
上述操作各电池具体数据如表7所示：
表7
Figure 2011101106673100002DEST_PATH_IMAGE007
（3）设定容量差异在4%以内的电池允许配组。由表中数据可以看出，K3、K4、K7、K9、K11、K13、K17、K20共8pcs搁置压降最低，自耗电水平一致，可作为一组1P-8S电池组，K1、K2、K6、K8、K10、K12、K16、K18共8pcs搁置压降接近，自耗电水平相当，可作为另一组1P-8S电池组。
（4）经过步骤（3）电池配组后，对电池组进行焊接组装，加装8S保护板，装配成1P-8S完整电池组。所用8S保护板，无均衡功能，过充保护电压3.9V/节，过放保护电压2V/节。
验证：对上述方法配的第一组电池充电，4.5A恒流充电29.2V，转29.2V恒压充电至450mA截止。4.5A恒流放电16V，放出容量9360mAh。放电截止瞬间电压，一致性高，见表8。
表8
Figure 2011101106673100002DEST_PATH_IMAGE008
对第一组电池做0.5 C5充放循环，记录放电容量和放电截止总电压，计算放电截止平均分电压，见表9。
表9
循环仍在进行中，容量发挥平稳，放电截止总电压和平均分电压一致性高。
安全测试：在室温27℃，取没有用于配组的K14和K19号电池，用图钉压入电池中心部位，使电池内部短路，同时测量短路点温度，最高温度分别为40℃和42℃，温升13～15℃，不燃烧不爆炸。

Claims (6)

1.一种锂二次电池组的配组方法，其特征在于包含如下步骤：
（1）将电池充放电1～3个循环，记录最后一次放电容量C0，设定下限容量，取C0不小于下限容量的电池为合格电池；下限容量是生产工艺定义的最低合格容量，为额定容量C5或者比额定容量高；
（2）在上述充放电操作中的最后一次放电基础上，继续以0.01 C5～0.5 C5放电至放电截止电压Vd2.0V～3.0V，将电池放电至空电状态；
（3）将步骤（2）放电后的空电状态的电池以0.01 C5～0.5 C5补充入容量C1；容量C1为电池额定容量的0.1%～10%；
（4）将步骤（3）的电池于20～50℃环境下储存t1时间，测量记录储存后电池电压，记为V1；而后继续将电池在20～50℃环境下储存t2时间，测试储存后电池电压，记为V2，计算电压差ΔV=V2-V1，其中t1为1h～48h，t2为24h～240h；设定ΔV合格的范围为-20mV～10mV；
（5）将步骤（4）分选后合格电池，根据配组所需要的串联电池个数，取电池按照一定的容量配组标准对电池进行分组，而后，对电池组进行焊接组装形成完整电池组，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的5%。
2.根据权利要求1所述的一种锂二次电池组的配组方法，其特征是电池充放电是0.1 C5～5 C5恒流充电至充电截止电压，充电截止电压4.2V～3.6V，转恒压充电至0.01 C5～0.5 C5截止，0.2 C5～10 C5恒流放电至放电截止电压，放电截止电压3V～2V，额定容量C5，容量C1为电池额定容量的2%～5%，在室温下测量ΔV，ΔV合格的范围为-10mV～5mV，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的2%。
3.一种锂二次电池组的配组方法，其特征在于包含如下步骤：
（1）将电池充放电1～3个循环，记录最后一次放电容量C0，设定下限容量，取C0不小于下限容量的电池为合格电池；下限容量是生产工艺定义的最低合格容量，为额定容量C5或者比额定容量高；
（2）在上述充放电操作中的最后一次放电基础上，继续以0.01 C5～0.5 C5放电至放电截止电压Vd2.0V～3.0V，使电池处于空电状态；
（3）将步骤（2）的电池于20～50℃环境下储存t1时间，测量记录储存后电池电压，记为V1；而后继续将电池在20～50℃环境下储存t2时间，测试储存后电池电压，记为V2，计算电压差ΔV=V2-V1，其中t1为1h～48h，t2为24h～240h；设定ΔV合格的范围为-20mV～10mV；
（4）将步骤（3）分选后合格电池，根据配组所需要的串联电池个数，取电池按照一定的容量配组标准对电池进行分组，而后，对电池组进行焊接组装形成完整电池组，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的5%。
4.根据权利要求3所述的一种锂二次电池组的配组方法，其特征是电池充放电是0.1 C5～5 C5恒流充电至充电截止电压，充电截止电压4.2V～3.6V，转恒压充电至0.01 C5～0.5 C5截止，0.2 C5～10 C5恒流放电至放电截止电压，放电截止电压3V～2V，额定容量C5，不补充电，在室温下测量ΔV，ΔV合格的范围为-10mV～5mV，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的2%。
5.一种锂二次电池组的配组方法，其特征在于包含如下步骤：
（1）将电池充放电2～3个循环，最后一次放电控制放出容量90% C5～99.9% C5，使电池剩余容量为电池额定容量的0.1%～10%，使电池处于低荷电状态；记录倒数第二次放电容量C0，设定下限容量，取C0不小于下限容量的电池为合格电池；下限容量是生产工艺定义的最低合格容量，为额定容量C5或者比额定容量高；
（2）将步骤（1）的电池于20～50℃环境下储存t1时间，测量记录储存后电池电压，记为V1；而后继续将电池在20～50℃环境下储存t2时间，测试储存后电池电压，记为V2，计算电压差ΔV=V2-V1，其中t1为1h～48h，t2为24h～240h；设定ΔV合格的范围为-20mV～10mV；
（3）将步骤（2）分选后合格电池，根据配组所需要的串联电池个数，取电池按照一定的容量配组标准对电池进行分组，而后，对电池组进行焊接组装形成完整电池组，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的5%。
6.根据权利要求5所述的一种锂二次电池组的配组方法，其特征是最后1次放电至放出容量95% C5～98% C5，剩余容量为电池额定容量的2%～5%，在室温下测量ΔV，ΔV合格的范围为-10mV～5mV，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的2%。
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Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103427125B (zh) * 2012-05-15 2016-04-13 清华大学 硫基聚合物锂离子电池的循环方法
CN103022569A (zh) * 2012-12-28 2013-04-03 深圳邦凯新能源股份有限公司 锂电池的配组方法
CN103208655A (zh) * 2013-03-04 2013-07-17 八叶(厦门)新能源科技有限公司 一种动力锂离子电池的配组方法
CN103296325A (zh) * 2013-06-04 2013-09-11 金能（唐海）电池制造有限公司 锂离子电池的配组方法
CN103336248B (zh) * 2013-07-25 2015-08-19 哈尔滨工业大学 基于电池退化状态模型的锂离子电池循环寿命预测方法
CN104607395B (zh) * 2013-11-01 2017-03-15 北汽福田汽车股份有限公司 锂离子电池分选方法
CN103545558A (zh) * 2013-11-08 2014-01-29 四川长虹电源有限责任公司 航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法
CN104091976A (zh) * 2014-07-10 2014-10-08 东莞市世能电子科技有限公司 一种锂离子电池的容量分选方法
CN104218267B (zh) * 2014-07-30 2016-06-01 浙江超威创元实业有限公司 一种锂离子电池分容配组方法
CN104259114A (zh) * 2014-09-16 2015-01-07 双登集团股份有限公司 一种自放电大锂离子电池的筛选方法
CN104681851B (zh) * 2015-02-09 2017-08-29 威睿电动汽车技术（苏州）有限公司 一种汽车用锂离子动力电池配组方法
CN104668207A (zh) * 2015-02-16 2015-06-03 深圳市沃特玛电池有限公司 一种提高筛选锂离子动力电池一致性的方法
CN104950264B (zh) * 2015-06-26 2018-10-23 桐乡市众胜能源科技有限公司 测试锂离子电池自放电的方法
CN104979597B (zh) * 2015-06-26 2019-06-21 桐乡市众胜能源科技有限公司 锂离子电池自放电的方法
CN105182244A (zh) * 2015-09-02 2015-12-23 国网上海市电力公司 一种电池测试配组筛选方法
CN105319516A (zh) * 2015-11-24 2016-02-10 苏州新中能源科技有限公司 一种电池配组筛选方法
CN107290668A (zh) * 2016-04-01 2017-10-24 中国电力科学研究院 一种电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法
CN107457194A (zh) * 2016-06-02 2017-12-12 上海国际汽车城（集团）有限公司 一种动力电芯梯次利用筛选配组方法
CN106824831A (zh) * 2016-12-19 2017-06-13 金同林 一种提高锂离子电池一致性的动力型电池的制造方法
CN107293812B (zh) * 2017-06-29 2021-02-05 青岛恒金源电子科技有限公司 一种锂离子电池的化成与配组方法
CN109216795A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 青岛恒金源电子科技有限公司 一种锂离子电池配组方法
CN107377422B (zh) * 2017-07-27 2019-06-07 东莞威胜储能技术有限公司 一种单体电池的分选方法
CN107225104B (zh) * 2017-07-27 2019-09-20 东莞威胜储能技术有限公司 一种电池的分选方法
CN109444764A (zh) * 2018-03-14 2019-03-08 刘杰 一种能量互换型动力电池评估检测方法
CN108539299A (zh) * 2018-04-11 2018-09-14 广东力科新能源有限公司 一种多串并锂离子电池组动态低压配组方法及系统
CN108448181B (zh) * 2018-04-11 2020-04-17 广东力科新能源有限公司 一种多串并锂离子电池组动态直流阻抗配组方法及系统
CN108896921A (zh) * 2018-06-19 2018-11-27 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种筛选锂离子电池一致性方法
CN108899596A (zh) * 2018-06-29 2018-11-27 广东天劲新能源科技股份有限公司 一种动力电池配组方法
CN109449508B (zh) * 2018-10-09 2021-09-07 天能电池集团（安徽）有限公司 一种蓄电池配组剩余电池回充方法
CN109622426A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 银隆新能源股份有限公司 一种电池一致性筛选方法以及电池一致性筛选装置
CN111451159A (zh) * 2019-01-18 2020-07-28 上海什弋维新能源科技有限公司 一种对电池模块内单体电池容量进行快速筛选的方法
CN110045290B (zh) * 2019-04-25 2021-04-06 上海空间电源研究所 一种锂离子蓄电池内短路潜在缺陷无损检测方法
CN110221227B (zh) * 2019-05-31 2022-01-14 上海动力储能电池系统工程技术有限公司 电池模组中单体电池状态一致性评测方法
CN110459825B (zh) * 2019-08-23 2020-10-27 郑州中科新兴产业技术研究院 一种高倍率软包锂电池配组方法
CN110556598A (zh) * 2019-09-09 2019-12-10 盛蕾 一种锂二次电池组队方法
CN110707387A (zh) * 2019-09-12 2020-01-17 东莞力朗电池科技有限公司 一种磷酸铁锂电芯自放电筛选方法
US11469452B2 (en) * 2019-11-12 2022-10-11 Hunt Energy Enterprises, L.L.C. Capacity regenerable excess electrolyte Zn ion battery
CN111430823B (zh) * 2020-03-31 2021-04-20 苏州精诚智造智能科技有限公司 一种电动汽车动力锂电池系统的集成方法
CN111438083A (zh) * 2020-04-03 2020-07-24 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种锂离子电池一致性的筛选方法
CN111722128B (zh) * 2020-05-19 2023-04-04 风帆有限责任公司 一种锂电池低压配组方法
CN112051508B (zh) * 2020-07-28 2023-03-28 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种二次利用铅酸蓄电池性能一致性评价方法
CN111987378B (zh) * 2020-08-13 2023-06-27 力神（青岛）新能源有限公司 一种提高锂离子电池ocv一致性的充放电方法
CN112103577A (zh) * 2020-09-25 2020-12-18 江苏双登富朗特新能源有限公司 一种锂离子电池成组方法
CN112366370B (zh) * 2020-09-28 2022-08-12 中天储能科技有限公司 锂离子电池配组方法
CN112379285B (zh) * 2020-10-30 2023-04-11 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种电池包自放电筛选方法
CN113013498B (zh) * 2021-02-22 2022-03-01 天能电池集团股份有限公司 一种铅蓄电池装配质量的判定方法
CN113075564B (zh) * 2021-03-24 2024-02-06 骆驼集团新能源电池有限公司 一种磷酸铁锂电池自放电的筛选方法
CN112964996A (zh) * 2021-04-25 2021-06-15 北京骑胜科技有限公司 电池检测方法、装置、设备及存储介质
CN113281660A (zh) * 2021-05-21 2021-08-20 张家港清研检测技术有限公司 一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法
CN113533981B (zh) * 2021-07-30 2024-01-26 蜂巢能源科技有限公司 锂离子电池自放电检测方法、设备及计算机可读存储介质
CN113848489B (zh) * 2021-09-10 2024-03-19 欣旺达动力科技股份有限公司 电池的短路识别方法、装置及存储介质
CN113759254B (zh) * 2021-09-27 2023-12-26 中国联合网络通信集团有限公司 电池重组方法、装置、设备及存储介质
CN113967609B (zh) * 2021-10-09 2023-11-17 上海空间电源研究所 一种运载火箭用高功率锂离子电池的筛选配组方法
CN113985286B (zh) * 2021-10-14 2024-03-08 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池不同温度下soc-ocv测试方法
CN114069075B (zh) * 2021-10-27 2024-04-05 风帆有限责任公司 一种锂离子电池自放电筛选方法
CN114122545A (zh) * 2021-11-05 2022-03-01 格力钛新能源股份有限公司 锂电池配组方法
CN114558800A (zh) * 2022-02-24 2022-05-31 广州菲利斯太阳能科技有限公司 一种动力电池梯次利用的筛选重组方法及系统
CN115395117B (zh) * 2022-10-31 2022-12-27 深圳国瑞协创储能技术有限公司 一种锂电池配组方法、装置和设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101764259A (zh) * 2010-01-15 2010-06-30 苏州星恒电源有限公司 一种动力锂离子二次电池的配组方法
CN101907688A (zh) * 2010-08-02 2010-12-08 天津力神电池股份有限公司 一种锂离子电池电性能一致性的检测方法
CN101924247A (zh) * 2010-07-29 2010-12-22 江苏双登集团有限公司 一种锂离子电池配组方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1265495C (zh) * 2002-10-11 2006-07-19 北京有色金属研究总院 一种二次电池的分选方法
JP5321783B2 (ja) * 2008-03-04 2013-10-23 株式会社東芝 非水電解質二次電池および組電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101764259A (zh) * 2010-01-15 2010-06-30 苏州星恒电源有限公司 一种动力锂离子二次电池的配组方法
CN101924247A (zh) * 2010-07-29 2010-12-22 江苏双登集团有限公司 一种锂离子电池配组方法
CN101907688A (zh) * 2010-08-02 2010-12-08 天津力神电池股份有限公司 一种锂离子电池电性能一致性的检测方法

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