CN104617339A - 锂离子电池配组方法 - Google Patents

Abstract

一种锂离子电池配组方法，包括：S1、将多个锂离子电池放电至截止电压，然后静置；S2、对多个锂离子电池恒流充电至截止电压，并记录充电容量C1、充电中值电压V1和充电前后的第一电压变化值ΔE1，然后搁置；S3、对多个锂离子电池恒流放电至截止电压，并测量放电容量C2、放电中值电压V2和放电前后的第二电压变化值ΔE2，然后搁置；S4、对多个锂离子电池充电，然后搁置，测量电压降ΔV和内阻R；以及S5、根据C1、V1、ΔE1、C2、V2、ΔE2、ΔV和R按分档标准配组。通过本发明的锂离子电池配组方法，使得配组与实际状态更吻合，使得电池模组的使用性能更加良好，从而实现电池模组的安全高效使用。

Description

锂离子电池配组方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池，特别是涉及一种锂离子电池配组方法。

背景技术

随着全球能源和环境危机越来越严重的影响，锂离子电池由于出色的性能，被越来越多的用在储能站和电动车上，为了达到适用的电压和容量，不可避免电池要通过并联和串联进行扩容增压。而同模组电池一致性的差别会导致单体电池性能无法完全发挥，从而影响模组电池的性能甚至引发安全问题。为了使得同模组的电池保持具有良好的一致性，在装配之前需要考查不同电池的不同特性，保证同模组电池的一致性。

现有锂离子电池配组方法通常采用静态配组方法，即测电池的电压和内阻，根据电压和内阻按分档标准同档配组。这种配组方法与实际使用状态不吻合，准确度低，不能保证电池模组的性能发挥。

发明内容

针对上述现有技术现状，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种锂离子电池配组方法，使得配组与实际状态更吻合，准确性更高，保证电池模组的性能发挥。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种锂离子电池配组方法，包括：

S1、将多个锂离子电池放电至截止电压，然后将多个所述锂离子电池静置第一预定时间；

S2、对多个所述锂离子电池以第一预定电流恒流充电至截止电压，并记录每个所述锂离子电池的充电容量C1、充电中值电压V1和充电前后的第一电压变化值ΔE1，然后将充电后的多个所述电池搁置第二预定时间；

S3、对多个所述锂离子电池以第二预定电流恒流放电至截止电压，并测量每个所述锂离子电池的放电容量C2、放电中值电压V2和放电前后的第二电压变化值ΔE2，然后将放电后的多个所述电池搁置第三预定时间；

S4、对多个所述锂离子电池充电，使电池SOC处于非平台区域，然后将充电后的多个所述电池搁置第四预定时间，测量每个所述电池在搁置所述第四预定时间前后的电压降ΔV和内阻R；

S5、根据所述充电容量C1、所述充电中值电压V1、所述第一电压变化值ΔE1、所述放电容量C2、所述放电中值电压V2、所述第二电压变化值ΔE2、所述电压降ΔV和所述内阻R，按分档数值范围进行分档，将所有待配组锂离子电池进行归类，各项参数均在同一分档数值范围的为一档，同一档次的电池可以配组。

在其中一个实施例中，所述第一预定时间为10-20分钟。

在其中一个实施例中，所述第一预定电流为所述电池在工作状态下的电流。

在其中一个实施例中，所述第二预定时间为10-20分钟。

在其中一个实施例中，所述第二预定电流为所述电池在工作状态下的电流。

在其中一个实施例中，所述第三预定时间为10-20分钟。

在其中一个实施例中，在所述步骤S4中，首先将充电后的多个所述电池搁置第五预定时间，然后将充电后的多个所述电池搁置所述第四预定时间。

在其中一个实施例中，所述第五预定时间为3-5小时。

在其中一个实施例中，所述第四预定时间为20-25小时。

本发明提供的锂离子电池配组方法，通过以所述第一预定电流恒流充电至截止电压来测量每个锂离子电池的充电容量C1、充电中值电压V1和充电前后的第一电压变化值ΔE1，通过以第二预定电流恒流放电至截止电压来测量每个所述锂离子电池的放电容量C2、放电中值电压V2和放电前后的第二电压变化值ΔE2，可以使每个所述电池的配组测试条件与每个所述电池的工作条件(即实际使用环境)保持一致，使得配组与实际状态更吻合。

而且，本发明提供的锂离子电池配组方法，通过对放电完成后的多个所述锂离子电池充电，使电池SOC处于非平台区域，然后将充电后的多个所述电池搁置第四预定时间，测量每个所述电池在搁置所述第四预定时间前后的电压降ΔV和内阻R，电池的内阻和自放电性能可以更好地反映电池的电性能特征，从而可以大大地提高和改善所述电池的配组质量，使配组后的电池组的性能发挥到最优，大大地提高了所述电池组的使用寿命。

综上，本发明提供的锂离子电池配组方法，能够准确指导单体电池分类配组，使得电池模组的使用性能更加良好，从而实现电池模组的安全高效使用。

附图说明

图1为本发明实施例中的锂离子电池配组方法的流程图。

具体实施方式

下面参考附图并结合实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本发明实施例的锂离子电池配组方法，包括以下步骤：

步骤S1、将多个锂离子电池放电至截止电压，然后将多个所述锂离子电池静置第一预定时间。由于锂离子电池放置时存储有一定电量，通过该步骤可以将锂离子电池存储的电量放掉。第一预定时间优选为10-20分钟，进一步地，第一预定时间优选为10分钟。

步骤S2、对多个所述锂离子电池以第一预定电流恒流充电至截止电压，并记录每个所述锂离子电池的充电容量C1、充电中值电压V1和充电前后的第一电压变化值ΔE1，然后将充电后的多个所述电池搁置第二预定时间。较优地，所述第一预定电流为所述电池在工作状态下的电流，这样可以使所述电池的配组测试与实际使用保持一致。充电中值电压V1为充电容量50％时的电压。电压变化值ΔE1＝充电后的电压-充电前的电压。所述第二预定时间优选为10-20分钟，进一步地，所述第二预定时间为10分钟。

步骤S3、对多个所述锂离子电池以第二预定电流恒流放电至截止电压，并测量每个所述锂离子电池的放电容量C2、放电中值电压V2和放电前后的第二电压变化值ΔE2，然后将放电后的多个所述电池搁置第三预定时间。较优地，所述第二预定电流为所述电池在工作状态下的电流，这样可以使所述电池的配组测试与实际使用保持一致。放电中值电压V2为放电容量50％时的电压。电压变化值ΔE2＝放电前的电压-放电后的电压。所述第三预定时间优选为10-20分钟，进一步地，所述第三预定时间为10分钟。

步骤S4、对多个所述锂离子电池充电，使电池SOC(负荷状态)处于非平台区域，然后将充电后的多个所述电池搁置第四预定时间，测量每个所述电池在搁置所述第四预定时间前后的电压降ΔV和内阻R。即，测定电压Va，搁置所述第四预定时间后测定电压Vb，ΔV1＝Va-Vb。根据电池的放电曲线可知，电池SOC处于非平台区域的斜率大，有利于分档。优选地，首先将充电后的多个所述电池搁置第五预定时间以消除极化影响，然后将充电后的多个所述电池搁置所述第四预定时间。所述第五预定时间为3-5小时。所述第四预定时间为20-25小时。通过测量放电前后的电压降ΔV和内阻R作为分档依据，这样可以使所述电池的配组测试与实际使用保持一致。

步骤S5、根据所述充电容量C1、所述充电中值电压V1、所述第一电压变化值ΔE1、所述放电容量C2、所述放电中值电压V2、所述第二电压变化值ΔE2、所述电压降ΔV和所述内阻R，按分档数值范围进行分档，将所有待配组锂离子电池进行归类，各项参数均在同一分档数值范围的为一档，同一档次的电池可以配组。C1、V1、ΔE1、C2、V2、ΔE2、ΔV和R各档的数值范围如下表一所示：

表一：

上述分档数值范围是人为确定的数值范围，本领域技术人员可以根据实际需要进行确定。

本发明提供的锂离子电池配组方法，能够准确指导单体电池分类配组，使得配组与实际状态更吻合，使得电池模组的使用性能更加良好，从而实现电池模组的安全高效使用。

下面以22只锂离子电池的配组过程为示例来进一步描述根据本发明实施例的电池配组方法。具体地，所述锂离子电池的额定容量为55安培小时，上限电压为3.6伏特，截止电压为2.5伏特。所述锂离子电池配组后应用到纯电动汽车中，所述纯电动汽车在实际使用中用到的充放电电流为27.5安培。

1、将需分组的电池连接到分容柜上，进行如下步骤的分容：

①0.5C恒流放电至截至电压；

②静置10分钟；

③以0.5C恒流充电至截止电压，记录充电容量C1、充电中值电压V1和充电前后的第一电压变化值ΔE1；

④静置10分钟；

⑤以0.5C恒流放电至截止电压，记录放电容量C2、放电中值电压V2和放电前后的第二电压变化值ΔE2；

⑥静置10mins；

⑦以0.5C恒流充电3min；

2、将电池下柜后放置4h，测定电压Va，再过20h后测定电压Vb，内阻R1。这30只所述锂离子电池的充电容量C1、充电中值电压V1、第一电压变化值ΔE1、放电容量C2、放电中值电压V2、第二电压变化值ΔE2、电压降ΔV和内阻R列于表二中。

表二：锂离子电池的参数测量表

按表一的分档数值范围进行分档，将22个待配组锂离子电池进行归类，各项参数均在同一分档数值范围的为一档，同一档次的电池可以配组。例如，2#号电池，C1为55.523、V1为3.212V、ΔE1为0.813V、C2为56.532Ah、V2为3.205V、ΔE2为0.721V、ΔV为0.02116、VR为0.3mΩ，均在第2分档数值范围内，分为第2档，所有第2档的待配组锂离子电池可以配组使用。

为了方便说明，上述实施例中仅列举了22个锂离子电池，实际生产过程中，每批次待配组锂离子电池的数量上万。而且，有的客户对有的参数要求不高，因此，可以根据客户要求扩大参数的分档数值范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种锂离子电池配组方法，其特征在于，包括：

S1、将多个锂离子电池放电至截止电压，然后将多个所述锂离子电池静置第一预定时间；

S2、对多个所述锂离子电池以第一预定电流恒流充电至截止电压，并记录每个所述锂离子电池的充电容量C1、充电中值电压V1和充电前后的第一电压变化值△E1，然后将充电后的多个所述电池搁置第二预定时间；

S3、对多个所述锂离子电池以第二预定电流恒流放电至截止电压，并测量每个所述锂离子电池的放电容量C2、放电中值电压V2和放电前后的第二电压变化值△E2，然后将放电后的多个所述电池搁置第三预定时间；

S4、对多个所述锂离子电池充电，使电池SOC处于非平台区域，然后将充电后的多个所述电池搁置第四预定时间，测量每个所述电池在搁置所述第四预定时间前后的电压降△V和内阻R；

S5、根据所述充电容量C1、所述充电中值电压V1、所述第一电压变化值△E1、所述放电容量C2、所述放电中值电压V2、所述第二电压变化值△E2、所述电压降△V和所述内阻R，按分档数值范围进行分档，将所有待配组锂离子电池进行归类，各项参数均在同一分档数值范围的为一档，同一档次的电池可以配组。

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，所述第一预定时间为10-20分钟。

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，所述第一预定电流为所述电池在工作状态下的电流。

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，所述第二预定时间为10-20分钟。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，所述第二预定电流为所述电池在工作状态下的电流。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，所述第三预定时间为10-20分钟。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，在所述步骤S4中，首先将充电后的多个所述电池搁置第五预定时间，然后将充电后的多个所述电池搁置所述第四预定时间。

8.根据权利要求1或7所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，所述第五预定时间为3-5小时。

9.根据权利要求1所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，所述第四预定时间为20-25小时。