CN104014491A - 一种并联锂离子电池的筛选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种并联锂离子电池的筛选方法，是针对并联电池组的特殊性，结合电池的静态变化和动态变化，提供的一种方便有效的筛选方法。筛选的考虑因素的顺序分别为内阻一致性、恒流充入比一致性、电压差一致性、自放电率一致性、容量一致性和充放电特性曲线匹配一致性。通过多个方面对电池性能进行综合评定，筛选出内部特征相接近的单体电芯，进而配组成一致性好的并联电池组，提高了电池组的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种并联锂离子电池的筛选方法，属于电池领域。
背景技术
锂离子电池具有高电压、高比能量、高比功率等优点，已成为航空、航天、航海设备、电动汽车、电动自行车、舰船、军用潜艇和鱼雷等设备的主要候选动力源。为了满足这些用电设备的应用要求，需要将电池串联到一定的电压等级，还需要将电池组并联，从而达到较高的容量。
当电池并联时，如果并联组中某个电池性能发生变化或自放电率比较高，则并联组中其他的电池会对该电池进行充电，进而影响整个电池组的自放电率和循环性能，从而造成电池的连锁故障而引起电池组整组失效甚至出现安全性问题。
由于并联电池组的特殊性，筛选并联用电池成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种并联锂离子电池的筛选方法，结合静态变化和动态变化，执行方法简单，可以提高并联电池使用的安全性和可靠性。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
一种并联锂离子电池的筛选方法，依次包括以下步骤：
步骤一、对同批次单体电芯进行内阻一致性筛选；
步骤二、对满足内阻要求的单体电芯进行恒流充入比一致性筛选；
步骤三、对满足恒流充入比要求的单体电芯进行电压差一致性筛选；
步骤四、对满足电压差要求的单体电芯进行自放电率一致性筛选；
步骤五、对满足自放电率要求的单体电芯进行容量一致性筛选；
步骤六、对满足容量要求的单体电芯进行充放电特性曲线一致性筛选；
经过上述六个步骤筛选出的单体电芯即完成并联锂离子电池的筛选，可以进行并联配组组成锂离子电池。
具体地，所述步骤一中对单体电芯进行内阻一致性筛选的方法是：根据单体电芯开路搁置15～20天前后的内阻差，剔除内阻差大于5％的单体电芯，筛选出内阻差小于等于5％的单体电芯，即得到满足内阻要求的单体电芯。
进一步地，所述步骤二中对单体电芯进行恒流充入比一致性筛选的方法是：将单体电芯充满电，记录恒流充电截止时容量和总充电容量，剔除恒流充入比小于98.5％的单体电芯，筛选出恒流充入比大于等于98.5％的单体电芯，即得到满足恒流充入比要求的单体电芯。其中，恒流充入比＝恒流充电截止时容量/总充电容量*100％。
进一步地，所述步骤三中对单体电芯进行电压差一致性筛选的方法是：将单体电芯充入65％容量开路搁置15～20天后，计算搁置前后的电压差，剔除电压差大于或者等于搁置前电压的0.3％的单体电芯，筛选出电压差小于0.3％的单体电芯，即得到满足电压差要求的单体电芯。
进一步地，所述步骤四中对单体电芯进行自放电率一致性筛选的方法是：将单体电芯充入65％容量开路搁置15～20天后，计算搁置前后的容量差，剔除容量差大于或者等于额定容量1％的单体电芯，筛选出容量差小于额定容量1％的单体电芯，即得到满足自放电率要求的单体电芯。
进一步地，所述步骤五中对单体电芯进行容量一致性筛选的方法是：剔除单体电芯容量与额定容量比值大于1.05或小于0.95的单体电芯，筛选出容量与额定容量比值处于0.95～1.05的单体电芯，即得到满足容量要求的单体电芯。
进一步地，所述步骤六中对单体电芯进行充放电特性曲线一致性筛选的方法是：根据单体电芯1C充放电特性V-t曲线来剔除异常单体电芯，即剔除1C充放电V-t曲线相对于其他明显不一致的单体电芯。
按上述方案，所述的并联锂离子电池的筛选方法的整个过程中，所述单体电芯被放置在常温常压环境中。
按上述方案，所述并联配组的方法是：根据并联数量需求将筛选出的单体电芯进行并联。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明涉及并联锂离子电池的筛选方法是针对并联电池组的特殊性，结合电池的静态变化(自放电率、容量、恒流充入比、内阻、电压)和动态变化(充放电特性曲线)，提供的一种方便有效的筛选方法，执行方法简单。筛选的考虑因素的顺序依次为内阻一致性、恒流充入比一致性、电压差一致性、自放电率一致性、容量一致性和充放电特性曲线匹配一致性。
通过多个方面对电池性能进行综合评定，筛选出内部特征相接近的单体电芯，进而配组成一致性好的并联电池组，提高了电池组的安全性和可靠性。
附图说明
图1为实施例中单体电芯1C充放电V-t曲线图。
图2为经过筛选后组装的8并电池组与未经筛选组装的8并电池组的循环性能对比图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
实施例
本实施例中采用筛选3Ah IFR26650锂离子电池为例，取同批次待筛选的单体电芯20个，分别测定如下参数：
(1)将单体电芯进行首次充放电循环后，将单体电芯均充满电，检测电池内阻R1；
(2)放电至截止电压，恒流充入65％容量，即1.95Ah，检测单体电芯电压U1；搁置15～20天后检测单体电芯电压U2，并放电至截止电压，记录放电容量C1；
(3)将上述单体电芯再次充满电，记录恒流充电截止时容量C2以及总充电容量C3，检测电池内阻R2；放电至截止电压，记录放电容量C4；
(4)对所述单体电芯进行1C充放电，导出充放电曲线；
上述20个单体电芯分别标号为1～20，所测得的具体参数见表1，充放电曲线见图1。
表1
对上述标号为1～20的3Ah IFR26650锂离子电池进行筛选，依次包括以下步骤：
步骤一、对上述同批次单体电芯内阻一致性进行筛选，剔除|R2-R1|/R1*100％≥5％的单体电芯，如表1所示，标号为3、18号单体电芯被剔除，即标号为1、2、4-17、19-20的单体电芯满足要求；
步骤二、对满足内阻要求的单体电芯进行恒流充入比一致性筛选，剔除C2/C3*100％＜98.5％的单体电芯，如表1所示，标号为12号单体电芯被剔除，即标号为1、2、4-11、13-17、19-20的单体电芯满足要求；
步骤三、对满足恒流充入比要求的单体电芯进行电压差一致性筛选，剔除|U1-U2|/U1*100％≥0.3％的单体电芯，如表1所示，标号为1号单体电芯被剔除，即标号为2、4-11、13-17、19-20的单体电芯满足要求；
步骤四、对满足电压差要求的单体电芯进行自放电率一致性筛选，剔除(1.95-C1)/3≥1％的单体电芯，如表1所示，标号为4、8、13号单体电芯被剔除，即标号为2、5-7、9-11、14-17、19-20的单体电芯满足要求；
步骤五、对满足自放电率要求的单体电芯进行容量一致性筛选，剔除C4/3.0＜0.95或者C4/3.0＞1.05的单体电芯，即标号为2、5-7、9-11、14-17、19-20的单体电芯均满足要求，未剔除单体电芯；
步骤六、对满足容量要求的13个单体电芯进行充放电特性曲线一致性筛选，剔除1C充放电V-t曲线相对于其他明显不一致的单体电芯，可已从图1中看到标号为19号单体电芯的1C充放电V-t曲线明显异常于其他单体电芯，标号为19号单体电芯被剔除，标号为2、5-7、9-11、14-17、20的单体电芯均满足要求；
经过上述六个步骤筛选出的单体电芯即完成并联锂离子电池的筛选，可以进行并联配组组成锂离子电池。
经过本发明进行筛选后的8个单体电芯组装成8并电池组在循环性能上较未经过筛选直接组装的电池组有了较大的提升，对比图见图2。从图2中可以看到经过280次循环后，筛选组装的8并电池组的容量还有95％，然而未经筛选组装的电池组容量仅剩88％。这说明：经过本发明进行筛选后的电池在使用寿命上能够有效的延长。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种并联锂离子电池的筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、对同批次单体电芯进行内阻一致性筛选；
步骤二、对满足内阻要求的单体电芯进行恒流充入比一致性筛选；
步骤三、对满足恒流充入比要求的单体电芯进行电压差一致性筛选；
步骤四、对满足电压差要求的单体电芯进行自放电率一致性筛选；
步骤五、对满足自放电率要求的单体电芯进行容量一致性筛选；
步骤六、对满足容量范围内的单体电芯进行充放电特性曲线匹配；
依次经过上述六个步骤筛选出的单体电芯即完成并联锂离子电池的筛选。
2.根据权利要求1所述的一种并联锂离子电池的筛选方法，其特征在于：所述步骤一中对单体电芯进行内阻一致性筛选的方法是：根据该批次单体电芯开路搁置15～20天前后的内阻差，剔除内阻差大于5％的单体电芯。
3.根据权利要求1所述的一种并联锂离子电池的筛选方法，其特征在于：所述步骤二中对单体电芯进行恒流充入比一致性筛选的方法是：将单体电芯充满电，记录恒流充电截止时容量和总充电容量，计算电池的恒流充入比＝恒流充电截止时容量/总充电容量*100％，剔除恒流充入比小于98.5％的单体电芯。
4.根据权利要求1所述的一种并联锂离子电池的筛选方法，其特征在于：所述步骤三中对单体电芯进行电压差一致性筛选的方法是：将单体电芯充入65％容量开路搁置15～20天后，计算搁置前后的电压差，剔除电压差大于或者等于0.3％的单体电芯。
5.根据权利要求1所述的一种并联锂离子电池的筛选方法，其特征在于：所述步骤四中对单体电芯进行自放电率一致性筛选的方法是：将单体电芯充入65％容量开路搁置15～20天后，计算搁置前后的容量差，剔除容量降大于或者等于额定容量1％的单体电芯。
6.根据权利要求1所述的一种并联锂离子电池的筛选方法，其特征在于：所述步骤五中对单体电芯进行容量一致性筛选的方法是：筛选出单体电芯容量与额定容量比值处于0.95～1.05，剔除比值大于1.05或小于0.95的单体电芯。
7.根据权利要求1所述的一种并联锂离子电池的筛选方法，其特征在于：所述步骤六中对单体电芯进行充放电特性曲线匹配的方法是：根据单体电芯1C充放电特性V-t曲线来剔除异常单体电芯。
8.根据权利要求1所述的一种并联锂离子电池的筛选方法，其特征在于所述的并联锂离子电池的筛选方法的整个过程中，所述单体电芯被放置在常温常压环境中。
9.根据权利要求1-8所述的任意一种方法筛选出的单体电芯根据并联数量需求进行并联配组成锂离子电池。
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