CN104090241A - 一种锂电池自放电筛选方法 - Google Patents
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Abstract
一种锂电池自放电筛选方法，包括步骤：对锂电池进行预充电化成并记录电池总容量C1；将电池进行恒温老化；在常温环境下将老化后的电池采取恒流放电，然后将电池以同样的恒定电流充电，分别记录恒流放电后容量C2及充电后的容量C3；计算容量差δ1=C2-C1，再计算K1=δ1/T1；将K1在合格范围内的直接流转到下一工序；将正常流转电池进行恒温老化；在常温常压下将老化后的电池进行恒流放电，记录完成放电后容量C4；计算δ2=C4-C3，再计算K2=δ2/T2，K2在工艺合格范围内的电池为自放电小的电池。本发明采用在一定时间内电池容量的变化通过两道筛选来有效地挑选出自放电大的锂电池，方法简单易实现，生产操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产技术领域，特别是一种锂电池自放电筛选方法。
背景技术
锂电池越来越被广泛用于手机、电动工具等产品上。特别是在近些年，人们对低碳生活的不断在追求，同时石油、煤炭等传统能源也越来越少，而作为清洁、环保、低碳的锂电池成为解决目前环境和能源问题的有效方法，备受人们关注，一些传统的诸如公交、家庭代步轿车等工具逐步融入我们日常的生活当中。
由于锂电池单体电压及容量较低，因此运用到公交、家庭代步轿车等工具上时必须将多块锂电池串并联起来以达到这些工具的使用要求。这就要求这些串并联的单体电池的一致性很高。目前绝大多数筛选自放电的方式都采用电压降的方式，但由于电池的极化等原因，所采集的电压不能真实反映电池当时的开路电压，特别是电池搁置前的电压更是不准；但若等电池的极化消失或减小到最小时这个时间又是一个极其漫长的过程，正常生产过程是不允许的。电池的自放电主要是由于电池内部存在金属碎屑、灰尘及黑点导致其内部微短路以及化成不充分所致，电池存在微短路自然就会消耗其容量，化成不充分电池在老化过程中其也会不断地消耗内部能量，而高温环境加速了电池内部的化学反应。因此通过在高温环境中一定时间内容量的衰减来判断电池是否自放电大是非常有效且精准的，同时耗时又很短，大大节约了生产时间。
中国专利CN102117937A公开的《一种磷酸铁锂电池的自放电筛选方法》以及CN102303023A公开的《磷酸铁锂电池自放电性能的检测分选方法》均是采用一定时间内压降的方式来判定自放电大的电池，但大家共知，电池充放电结束后，由于极化等原因，电池的电压在短时间内较难达到其真实值，通过一段时间内电池前后的电压差来判定电池的自放电其准确率是很低的。
我们知道，电池内部无时无刻不在进行着物理化学变化，若电池内部存在微短路等一些现象(即电池的自放电)，其容量是被真正消耗掉的，而高温环境则加剧此现象的发生。
发明内容
本发明提供了一种锂电池自放电筛选方法，其包括以下步骤：
(1)注完电解液的电池静置一定时间后开始预充电化成，记录预充电化成后电池总容量C1,；
(2)将预充电化成后的电池放置于48-52℃的恒温常压车间老化，老化时间T1为2-3天；
(3)老化时间到后，将电池取出在常温常压下放置一定时间使电池温度充分降至常温状态下；
(4)在常温环境下将该电池采取恒流放电至其电压值为V1后停止，然后将电池以同样的恒定电流充电至截止电压为V2、截止电流为I时停止；然后同时分别记录恒流放电后容量C2及充电后的容量C3；
(5)计算容量差δ1＝C2-C1，再依据老化时间计算容量随时间的变化值K1＝δ1/T1；将K1超出工艺技术要求的电池挑出单独流转并作降级处理，K1在合格范围内的直接流转到下一工序；
(6)将正常流转电池再次放入48-52℃的恒温常压车间内搁置T2时长老化，T2范围为2-3天；
(7)T2时间到后，将电池取出在常温常压下放置一定时间使电池温度充分降至常温状态下；
(8)将此电池再进行恒流放电，放电工艺与步骤(4)中放电工艺相同，记录完成放电后容量C4；
(9)计算容量差δ2＝C4-C3，再依据搁置时间计算容量随时间的变化值K2＝δ2/T2；将K2超出工艺技术要求的电池挑出单独流转并作降级处理，K2在工艺合格范围内的电池为自放电小的电池。
较佳地，步骤(3)与步骤(7)中将电池放置在常温常压下的时间长度为8-15小时。
较佳地，所述恒流放电的过程为：对电池采取恒定电流为1C-2C放电，至电池电压到2.0V-2.5V时停止放电。
较佳地，所述老化温度为50℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用在一定时间内电池容量的变化通过两道筛选来有效地挑选出自放电大的锂电池，方法简单易实现，生产操作方便；同时本发明则采取在特定的高温环境中，通过检测出将一定时间内电池容量的衰减来挑选自放电大的电池，检测周期短，自放电电池判断准确率高。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
实施例
本发明实施例提供了一种锂电池自放电筛选方法，其具体包括以下步骤：
(1)注完电解液的电池静置一定时间后开始预充电化成，记录预充电化成后电池总容量C1,；
(2)将预充电化成后的电池放置于48-52℃的恒温常压车间老化，老化时间T1为2-3天；
(3)老化时间到后，将电池取出在常温常压下放置一定时间使电池温度充分降至常温状态下；
(4)在常温环境下将该电池采取恒流放电至其电压值为V1后停止，然后将电池以同样的恒定电流充电至截止电压为V2、截止电流为I时停止；然后同时分别记录恒流放电后容量C2及充电后的容量C3；
(5)计算容量差δ1＝C2-C1，再依据老化时间计算容量随时间的变化值K1＝δ1/T1；将K1超出工艺技术要求的电池挑出单独流转并作降级处理，K1在合格范围内的直接流转到下一工序；
(6)将正常流转电池再次放入48-52℃的恒温常压车间内搁置T2时长老化，T2范围为2-3天；
(7)T2时间到后，将电池取出在常温常压下放置一定时间使电池温度充分降至常温状态下；
(8)将此电池再进行恒流放电，放电工艺与步骤(4)中放电工艺相同，记录完成放电后容量C4；
(9)计算容量差δ2＝C4-C3，再依据搁置时间计算容量随时间的变化值K2＝δ2/T2；将K2超出工艺技术要求的电池挑出单独流转并作降级处理，K2在工艺合格范围内的电池为自放电小的电池。
其中步骤(3)与步骤(7)中将电池放置在常温常压下的时间长度为8-15小时；对恒流放电的过程为：对电池采取恒定电流为1C-2C放电，至电池电压到2.0V-2.5V时停止放电。
实施例二
(1)取30只10Ah待化成锂电池，在常温常压的环境中对电池以恒定电流0.2A充电5小时，而后再以恒定电流2A充电3小时，记录电池的充电容量C1；
(2)而后，将电池至于50℃常压环境中搁置3天；
(3)时间到后，取出电池，将电池取出在常温常压下放置8-15小时使电池温度充分降至常温状态下；
(4)在常温常压的环境中对电池以恒定电流10A放电至2.5V时，停止放电，记录电池的放电容量C2，而后再在常温常压的环境中对电池以10A恒流恒压充电至截止电压3.7V截止电流0.2A时停止充电，记录电池的充电容量C3；
(5)计算容量差(δC1)或者单位时间内的容量变化值(K1值)，δ1＝C2-C1，K1＝δ1/T1；将K1超出工艺技术要求的电池挑出单独流转并作降级处理，K1在合格范围内的直接流转到下一工序；
(6)而后，将电池至于50℃常压环境中搁置3天；
(7)将电池取出在常温常压下放置8-15小时使电池温度充分降至常温状态下；
(8)时间到后，取出电池，在常温常压的环境中对电池以恒定电流10A放电至2.5V时，停止放电，记录电池的放电容量C4；
(9)计算容量差(δC2)或者单位时间内的容量变化值(K2值)，δ2＝C4-C3，K2＝δ2/T2；将K2超出工艺技术要求的电池挑出单独流转并作降级处理，K2在工艺合格范围内的电池为自放电小的电池。
确定化成不充分电池高温搁置3天的容量差或单位时间内的容量变化的临界值为1000mAh或0.003858mAh/s，判定容量差(δC1)或者单位时间内的容量变化值(K1值)超出该临界值的电池为降级品电池。
确定自放电大电池高温搁置3天的容量差或单位时间内的容量变化的临界值600mAh或0.002315mAh/s，判定容量差(δC2)或者单位时间内的容量变化值(K2值)超出该临界值的电池为自放电大电池。
结果如表1.
表1
表1中，编号为8及28的电池由于化成期间不充分或其他原因导致在老化期间，容量衰减较大，判定为不合格；编号为18及34的电池容量衰减超过600mAh，判定为自放电大电池。
本发明采用在一定时间内电池容量的变化通过两道筛选来有效地挑选出自放电大的锂电池，方法简单易实现，生产操作方便；同时本发明则采取在特定的高温环境中，通过检测出将一定时间内电池容量的衰减来挑选自放电大的电池，检测周期短，自放电电池判断准确率高。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (4)
1.一种锂电池自放电筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）注完电解液的电池静置一定时间后开始预充电化成，记录预充电化成后电池总容量C1,；
（2）将预充电化成后的电池放置于48-52℃的恒温常压车间老化，老化时间T1为2~3天；
（3）老化时间到后，将电池取出在常温常压下放置一定时间使电池温度充分降至常温状态下；
（4）在常温环境下将该电池采取恒流放电至其电压值为V1后停止，然后将电池以同样的恒定电流充电至截止电压为V2、截止电流为I时停止；然后同时分别记录恒流放电后容量C2及充电后的容量C3；
（5）计算容量差δ1=C2-C1，再依据老化时间计算容量随时间的变化值K1=δ1/T1；将K1超出工艺技术要求的电池挑出单独流转并作降级处理，K1在合格范围内的直接流转到下一工序；
（6）将正常流转电池再次放入48-52℃的恒温常压车间内搁置T2时长老化，T2范围为2~3天；
（7）T2时间到后，将电池取出在常温常压下放置一定时间使电池温度充分降至常温状态下；
（8）将此电池再进行恒流放电，放电工艺与步骤（4）中放电工艺相同，记录完成放电后容量C4；
（9）计算容量差δ2=C4-C3，再依据搁置时间计算容量随时间的变化值K2=δ2/T2；将K2超出工艺技术要求的电池挑出单独流转并作降级处理，K2在工艺合格范围内的电池为自放电小的电池。
2.如权利要求1所述的锂电池自放电筛选方法，其特征在于，步骤（3）与步骤（7）中将电池放置在常温常压下的时间长度为8-15小时。
3. 如权利要求1所述的锂电池自放电筛选方法，其特征在于，所述恒流放电的过程为：对电池采取恒定电流为1C-2C放电，至电池电压到2.0V~2.5V时停止放电。
4. 如权利要求1所述的锂电池自放电筛选方法，其特征在于，所述老化温度为50℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 230000 Yaohai Industrial Zone, Hefei New District, Anhui, No. D weft Road, No. 7 Applicant after: Hefei Guoxuan High-Tech Power Energy Co., Ltd. Address before: 230000, No. 7 D Road, Yaohai Industrial Zone, new station area, Anhui, Lu'an, China Applicant before: Hefei Guoxuan High-Tech Power Energy Co., Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 230000 Yaohai Industrial Zone, Hefei New District, Anhui, No. D weft Road, No. 7 Applicant after: Hefei Guoxuan High-Tech Power Energy Co., Ltd. Address before: 230000 Yaohai Industrial Zone, Hefei New District, Anhui, No. D weft Road, No. 7 Applicant before: Hefei Guoxuan High-Tech Power Energy Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |