CN104668207A - 一种提高筛选锂离子动力电池一致性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提高筛选锂离子动力电池一致性的方法，其包括以下步骤：1)筛选出在同等条件下生产的单体电池；2)对单体电池进行N次全充全放电测试，并筛选出恒流比在90％以上，平台时间为45min，容量差值小于50mAh的；3)在不带电的情况下，处于45℃高温下静置10天；4)再在常温下静置4-6h，筛选出内阻差在2-3mΩ、不带电开路电压差在100mV以内的；5)分别在10％-20％SOC状态下以3-5C电流放电10s，在80％-90％SOC条件下以2-3C充电10s，采集充电和放电第10s瞬间动态电压，筛选出充电和放电动态电压差值在10mV以内的单体电池。与现有技术相比，本方法可放大单体电池的极化差异，从而表征出电池内部的状态差异，使得经过脉冲测试的电池具有很高的一致性。

Description

一种提高筛选锂离子动力电池一致性的方法

【技术领域】

本发明涉及电池检测技术领域，特别是指一种提高筛选锂离子动力电池一致性的方法。

【背景技术】

目前，具有能量密度高，使用寿命长，安全性能好的绿色电源——锂离子电池的应用广泛。锂离子电池被广泛应用于储能、动力汽车等领域。试验发现，同样制作的电池组合成电池组后，它的使用寿命要低于单体电池的使用寿命。这说明单体电池一致性明显影响电池组的使用寿命。在电池的串并联应用中，单体电池的一致性问题影响电池组的效率和寿命，并且安全问题也有影响，所以，组配成电池组的单体电池的一致性的要求应该更加严格。

要保证单体电池的一致性，首先要保证单体电池的各项初始性能一致，单体电池的自放电性要保持一致，在使用过程中的衰退率要保持一致，目前电池一致性的筛选主要有平台电压分选法、静态容量分选法、内阻分选法，而在实际应用中，我们发现，经过这些静态方法分选出来的电池，无法表征出单体电池中的极化差异，组装成电池组后，在相同的工作条件下，电池本身的性能会发生很大的变化，电池的容量、内阻和充放电曲线会出现变化，结果导致电池组整体的性能严重下降。

鉴于以上弊端，实有必要提供一种改进的提高筛选锂离子动力电池一致性的方法以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的在于解决目前锂离子动力电池配组筛选方法中存在的缺点，提供一种全新提高筛选锂离子动力电池一致性的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种提高筛选锂离子动力电池一致性的方法，其包括以下步骤：

1)筛选出在同等条件下生产的锂离子单体电池，即电池的原材料组成和电池的制备工艺等一致；

2)对筛选出来的锂离子单体电池进行N次全充全放电测试，并筛选出恒流比在90％以上，统一平台时间，容量差值小于50mAh的电池；

3)将已筛选的电池在不带电的情况下，处于45℃高温下静置10天；

4)再在常温下静置4-6h，筛选出内阻差在2-3mΩ、不带电开路电压差在100mV以内的电池；

5)分别在10％-20％SOC状态下以3-5C电流放电10s，在80％-90％SOC条件下以2-3C充电10s，采集充电和放电第10s瞬间动态电压，筛选出充电和放电动态电压差值在10mV以内的单体电池。

优选的是，所述步骤1所选用的锂离子单体电池的容量为5Ah。

优选的是，所述步骤2中N≥3。

优选的是，所述平台时间为45min。

与现有技术相比，本发明一种提高筛选锂离子动力电池一致性的方法，没有使用传统的静态分选方法，而是采用一种动态的分选方法。在该方法中，由于充放电过程中SOC在10％-20％和80％-90％时，单体电池的极化最大，此时采用2-5C大电流进行脉冲测试，可放大单体电池的极化差异，从而表征出电池内部的状态差异，使得经过脉冲测试的电池具有很高的一致性，因此本发明的测试方法可在实际中使用提高电池组性能。

【附图说明】

图1为常规方法所分选出的电池组在50周循环后单体电池的容量分布；

图2为本发明方法所分选出的电池组在50周循环后单体电池的容量分布；

【具体实施方式】

为了突显本发明专利的优越性，现将常规的筛选锂离子动力电池一致性的方法和本发明筛选锂离子动力电池一致性的方法比较如下：

一)常规方法

取标称容量为5Ah的电池，为保证实验准确性，分选之前对电池进行3次全充全放测试，筛选出恒流比在90％以上，平台时间(根据不同材料体系设置不同平台电压)为45min，容量差值小于50mAh的电池。

再将已分选的不带电电池高温45℃静置10天，随后常温静置4-6h，筛选出内阻差在2-3mΩ、不带电开路电压差在100mV以内的电池4支组装成电池组，最后再将该电池组进行循环性能测试，记录测试循环过程中的恒流充电、恒压充电和恒流放电之间的压差。

二)本发明方法

取标称容量为5Ah的电池，为保证实验准确性，分选之前对电池进行3次全充全放测试，筛选出恒流比在90％以上，平台时间(根据不同材料体系设置不同平台电压)为45min，容量差值小于50mAh的电池。

将已分选的不带电电池高温45℃静置10天。完成后常温静置4-6h，筛选内阻差在2-3mΩ、不带电开路电压差在100mV以内的电池。

再分别在10％-20％SOC状态下以3-5C电流放电10s，在80％-90％SOC条件下以2-3C充电10s，采集充电和放电第10s瞬间动态电压，筛选出充电和放电动态电压差值在10mV以内的电池4支组装成电池组进行循环测试，记录测试循环过程中的恒流充电、恒压充电和恒流放电之间的压差。

请参考图1至图2所示，分别为两种筛选方法测出的电池组的各项指标。从附图显然可以得出：本发明采用动态分选电池的方法，充分考虑了电池内的极化内阻、欧姆内阻和大电流充放电对单体电池的影响，分选出的单体电池组成的电池组性能明显好于静态分选得到的电池组，循环后单体电池之间的差异较小,其主要表现在于：动态分选出的单体电池在相同电压的情况下，各单体电池之间的电量差异很小。

充放电过程中SOC在10％-20％和80％-90％时，单体电池的极化最大，此时采用2-5C大电流进行脉冲测试，可放大单体电池的极化差异，从而表征出电池内部的状态差异，使得经过脉冲测试的电池具有很高的一致性，因此，本发明的测试方法可在实际中使用以提高筛选锂离子动力电池一致性的效率。

本发明一种提高筛选锂离子动力电池一致性的方法，并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (4)

1.一种提高筛选锂离子动力电池一致性的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)筛选出在同等条件下生产的锂离子单体电池，即电池的原材料组成和电池的制备工艺一致；

2)对筛选出来的锂离子单体电池进行N次全充全放电测试，并筛选出恒流比在90％以上，统一平台时间，容量差值小于50mAh的电池；

3)将已筛选的电池在不带电的情况下，处于45℃高温下静置10天；

4)再在常温下静置4-6h，筛选出内阻差在2-3mΩ、不带电开路电压差在100mV以内的电池；

5)分别在10％-20％SOC状态下以3-5C电流放电10s，在80％-90％SOC条件下以2-3C充电10s，采集充电和放电第10s瞬间动态电压，筛选出充电和放电动态电压差值在10mV以内的单体电池。

2.如权利要求1所述的提高筛选锂离子动力电池一致性的方法，其特征在于：所述步骤1所选用的锂离子单体电池的容量为5Ah。

3.如权利要求1所述的提高筛选锂离子动力电池一致性的方法，其特征在于：所述步骤2中N≥3。

4.如权利要求1所述的提高筛选锂离子动力电池一致性的方法，其特征在于：所述平台时间为45min。