CN103794826B - 一种锂离子电池配组方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种锂离子电池配组方法，包括以下步骤：（1）将单体锂离子电池分别进行小电流和大电流容量测试各一次，保存测试数据C1、C2,定义R为大电流充电能力，等于C2/C1，计算R值，挑出R值异常的电芯；（2）将挑选后剩余的合格的单体电池满电存储后补充电，按照补充电容量进行电池分档；（3）对同一个补充电容量档位中的单体电池按大电流容量采取容量高低搭配配组法形成S串P并电池组。本发明通过简单的操作有效的实现了电池组内模块容量和自放电一致性。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体是一种锂离子电池配组方法。
背景技术
在国家“863”电动汽车重大专项和市场前景的双重推动下，锂离子动力电池关键技术、关键材料和产品研究都取得了重大进展．其技术和经济性优势显著，推广应用的条件已经日趋成熟：（1）比功率和使用寿命已基本满足眼前电动汽车的要求；（2）锂离子动力电池本身并无严重安全问题；（3）从运行经济性和同比价格考虑，锂离子动力电池的经济性远优于铅酸动力电池；（4）当前锂离子动力电池的产能建设已经初具规模。目前研究最多的是电池，研究它的电性能，研究它的安全性，研究谁家做得好，但用在电动汽车上的是“成组电池”。成组技术将影响了整个电动汽车业的发展。一般电池厂家经常会给一个指标，那就是：单体电池循环寿命1500次左右。这相当于即使每天充电，电池都能够使用3-5年，基本接近汽车本身的寿命，但其实这是一个理想状态，实际情况往往相差很远。问题就在于成组，电池组的寿命和容量等性能是由电池组中最差的那一只电芯作为短板决定的。电芯单体循环寿命即便做到千次以上，但是只要电池一成组，检测结果循环寿命大多会锐减成单体时一半或更低，难以满足新能源汽车使用要求。
锂离子电池作为动力能源的关键是：怎样能使正确的成组理念用在电动汽车上，使电动汽车真正的跑起来。因此，配组方法是锂离子电池成为动力能源关键，如果配组不当会导致整组电池的寿命下降，甚至发生爆炸、起火等安全事故。而现有技术中，一般是以电池的容量、静态内阻、开路电压、放电平台时间、充放电效率等参数为参考基准对电池进行配组。现有技术中没有简单有效可实现电池组中各模块容量、自放电一致性分选方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池配组方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种锂离子电池配组方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将单体锂离子电池分别进行小电流和大电流容量测试各一次，保存测试数据C1、C2,定义R为大电流充电能力，等于C2/C1，计算R值，挑出R值异常的电芯；
（2）将挑选后剩余的合格的单体电池满电存储后补充电，按照补充电容量进行电池分档；
（3）对同一个补充电容量档位中的单体电池按大电流容量采取容量高低搭配配组法形成S串P并电池组。
所述小电流容量测试的测试电流范围为0.1C-1C。
所述大电流容量测试的测试电流范围为1C-5C。
所述R值异常指|R-|超出规格限的电池，其规格限不大于5%,为R的平均值。
所述单体电池满电存储后补充电容量分档方法为：单体电池在25-55℃环境温度下存储7-30天后，以0.1C-1C的电流补充至满电，记录补充电容量，按照补充电容量进行电池分档。
所述按照补充电容量进行电池分档标准取值为：0.01%-5%的单体电池标称容量。
所述容量高低搭配配组法为：对同一个补充电容量档位中的单体电池按大电流容量从低到高进行排序，分为P列，每列S只电池，将其中的奇数/偶数列电芯逆序排列，将P列中相同行位置的电池取出作为一个模块，形成S串P并电池组。
本发明的有益效果：本发明方法简单，容易操作；使用本方法对锂离子电池进行配组，可以克服单纯使用多种设备测试来得到电池单体的内部参数的缺陷，通过单体电池满电存储后补充电容量分档方法来对电池进行配组，这样配成组的电池大电流放电时，容量更高，放电深度更大，通过该方法配组后的电池组的效率可以发挥到最优，所需要的测试设备也比较容易实现；本发明通过简单的操作有效的实现了电池组内模块容量和自放电一致性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
取生产的IFP1965140型号的13L25批容量范围为12.8-13.5Ah的满电电芯1#盒、2#盒，各80只，要求配成5并5串电池组。按传统配组方法和本发明配组方法各配一组电池组进行检测。其中传统配组方法配成的电池组编号为P13L2501，本发明配组方法配成的电池组编号为P13L2502，过程及测试数据如下：
传统配组方法P13L2501配组过程：
对2#盒80只电池进行电压测试，挑出开路电压低于3.340V电池2只，再进行内阻测试，挑出内阻大于6mΩ的电池1只，从剩下77只电池中选择容量12.8-13.2Ah电池共计50只，任意取25只电池，分成5组形成5串5并电池组P13L2501。
本发明配组方法P13L2502配组过程：
用锂离子电池分容柜对2#盒80只电池分别进行6.5A和13A电流进行容量测试，保存测试数据C1、C2,定义R为大电流充电能力，等于C2/C1，计算R值及R的平均值为0.95，挑出R值小于0.9或者大于1.05的电芯；
将挑选后剩余的单体电池满电45度存储10天后，以6.5A电流进行补充电测试，记录补充电容量。
按照补充电容量每150mAh进行分档；取其中A档补电容量为50-200mAh的25只电芯按大电流容量C2数值编号A1、A2…A25；从低到高排成5列，每列5只电池，将其中的第2、4列电芯逆序排列，将5列中相同行位置的电池取出作为一个模块，形成5串5并电池组P13L2502。
电池组测试过程：
1、将配好的P13L2501和P13L2502电池组搁置15天，每5天进行一次模块的开路电压检测，检测结果如下表1。
表1电池组模块的开路电压记录表。
从表1可见，采用本发明的方法配组的电池组开路电压一致性明显优于传统配组方法配组的电池组。
2、用锂离子电池容量测试柜对P13L2501和P13L2502进行充放电测试，检测结果如下表2、表3。
表20.5C充0.5C放制度下充放电测试过程记录表。
从表2可见，采用本发明的方法配组的电池组充放电结束的电压一致性明显优于传统配组方法配组的电池组。容量和电压一致性导致0.5C充放电容量较传统配组方法配组的电池组高。
表31C充1C放制度下充放电测试过程记录表。
从表3可见，采用本发明的方法配组的电池组大电流充放电结束的电压一致性更加优于传统配组方法配组的电池组，放电容量也较高。与传统配组方法配组的电池组相比，容量和电压一致性在大电流充放电过程的优异性显现更加明显。
Claims (4)
1.一种锂离子电池配组方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将单体锂离子电池分别进行小电流和大电流容量测试各一次，保存测试数据C1、C2,定义R为大电流充电能力，等于C2/C1，计算R值，挑出R值异常的电芯，所述R值异常指超出规格限的电池，其规格限不大于 为R的平均值；
(2)将挑选后剩余的合格的单体电池满电存储后补充电，按照补充电容量进行电池分档，所述单体电池满电存储后补充电容量分档方法为：单体电池在25-55℃环境温度下存储7-30天后，以0.1C-1C的电流补充至满电，记录补充电容量，按照补充电容量进行电池分档；
(3)对同一个补充电容量档位中的单体电池按大电流容量采取容量高低搭配配组法形成S串P并电池组，所述容量高低搭配配组法为：对同一个补充电容量档位中的多个单体电池按大电流容量从低到高进行排序，分为P列，每列S只电池，将其中的奇数/偶数列电芯逆序排列，将P列中相同行位置的电池取出作为一个模块，形成S串P并电池组。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，所述小电流容量测试的测试电流范围为0.1C-1C。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，所述大电流容量测试的测试电流范围为1C-5C。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，所述按照补充电容量进行电池分档标准取值为：0.01％-5％的单体电池标称容量。
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