CN105583170A - 一种锂离子电池的筛选方法 - Google Patents

Abstract

一种锂离子电池的筛选方法，在对陈化结束的电芯进行恒流恒压化成时，记录每个电芯从第一截止电压充电至第二截止电压时所需的恒流充电时间；选出若干个电芯作为样本，记录每个样本电芯化成完成后的开路电压，根据样本电芯的恒流充电时间及化成完成后开路电压之间的对应关系，获取拟合公式v＝at+b；由标准电芯电压根据拟合公式计算出恒流时间节点，将恒流时间节点作为判断电芯是否电压不良的标准；若电芯的恒流充电时间小于等于恒流时间节点，则认为该电芯为电压不良品，若电芯的恒流充电时间大于恒流时间节点，则认为该电芯为电压良品。本发明方法可快速准确地对锂离子电池进行不良品的筛选，效率高、成本低。

Description

一种锂离子电池的筛选方法

技术领域

本发明属于聚合物锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池化成后筛选电压不良的电芯的方法。

背景技术

随着现代社会的高速发展，人们对生活质量要求也越来越高，以手机、平板电脑为代表的电子类产品，越来越受到人们的青睐，而且价格低廉、性价比高的产品更是受到市场的推崇。如何尽可能的降低成本成为当今企业的一大难题。作为电子类产品核心部件之一的锂电池也同样受此困扰，如何降低成本、提高生产效率成为在激烈市场竞争中脱颖而出的关键要素。

现有锂离子电池的制造工艺中，锂离子电池在经过化成后要进行电压的测试，防止电压偏低的电芯流入后工序。目前最常用的办法是在化成后对电芯用电压表进行测试，挑出电压偏低的不良品。这种方法主要采用人工测量的方式，不仅增加人力物力，提高了生产成本，无法提高生产效率，而且还增加了电池人工过手的次数，间接地提高了对电池伤害的风险。

此外，现有技术中还有通过对电池进行充放电循环，通过测试循环后电池的容量来对电池进行不良品的筛选，如专利号为201310445622.0的中国发明专利、专利号为201310199605.3的中国发明专利以及专利申请号为201210488606.5的中国发明专利申请，但是采用这些筛选方法时，需要对电芯进行充电，然后再放电，进而测试得到放电容量，时间较长，工艺复杂，提高了人力和物力成本，不利于生产操作。为了进一步提高生产效率，仍需要寻找一种更加快速、准确的电池不良品的筛选方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在不增加人力、物力以及其他额外成本的情况下可以快速进行电压筛选、剔除电压不良的电芯的方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种锂离子电池的筛选方法，包括以下步骤：

对陈化结束的电芯进行恒流恒压化成，先以第一电流A₁对电芯进行充电，充电至第一截止电压V₁；

再以第二电流A₂对电芯进行充电，充电至第二截止电压V₂，完成化成，记录每个电芯从第一截止电压V₁充电至第二截止电压V₂时所需的恒流充电时间；

选出若干个电芯作为样本，记录每个样本电芯化成完成后的开路电压，根据样本电芯的恒流充电时间及化成完成后开路电压之间的对应关系，获取拟合公式v＝at+b，其中，a和b为常数；

由标准电芯电压V’，根据拟合公式计算出恒流时间节点t_m，将恒流时间节点作为判断电芯是否电压不良的标准；

若电芯的恒流充电时间小于等于恒流时间节点t_m，则认为该电芯为电压不良品，若电芯的恒流充电时间大于恒流时间节点t_m，则认为该电芯为电压良品。

由以上技术方案可知，本发明方法在化成时记录电芯的恒流充电时间，根据样品电芯的恒流充电时间与开路电压的关系获取拟合公式，由拟合公式计算出恒流时间节点，根据恒流时间节点判断电芯是否为电压不良品。本发明不用对化成后的电芯进行充放电循环，在化成后即可根据开路电压和恒流充电时间筛选出电压不良的电芯，缩短了生产周期，降低了成本，提高了生产效率，便于操作，是一种快速准确的锂离子电池筛选方法。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为恒流时间与开路电压的线性图。

具体实施方式

为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本发明实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。

本发明方法的基本思路是：电芯陈化结束后进行恒流恒压化成时，检测化成过程中恒流时间及电芯的开路电压，通过恒流时间与电芯开路电压间的对应关系获取化成时恒流时间与电芯开路电压间的拟合公式，根据拟合公式计算电压不良的恒流时间节点，当电芯恒流时间小于等于恒流时间节点时，判定该电芯为电压不良品，当恒流时间大于恒流时间节点时，判定该电芯为电压良品。

以上是本发明的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明方法的步骤如下：

对陈化结束的电芯进行恒流恒压化成，先以第一电流A₁对电芯进行充电，充电至第一截止电压V₁；本发明的化成工艺可采用现有的化成工艺；

再以第二电流A₂对电芯进行充电，充电至第二截止电压V₂，完成化成，记录每个电芯从第一截止电压充电至第二截止电压所需的恒流充电时间t_n，其中，n＝1,…,N，N为电芯的总数量；再进行第二次充电之前，可先将电芯静置一段时间；一般情况下A₂＞A₁；

选出M个电芯作为样本，记录每个样本电芯化成完成后的开路电压v_m(即化成后实际测得的电芯的电压)，m＝1,…,M，M≤N，根据样本电芯的恒流充电时间及开路电压间的线性对应关系，获取拟合公式v＝at+b，其中，v为开路电压，t为恒流充电时间，a和b为常数，常数a、b与同一化成批次的电芯的数量及质量相关；可采用excel/Minitab/Origin等软件获取拟合公式；

由标准电芯电压V’，根据拟合公式计算出恒流时间节点t_m，将恒流时间节点作为判断标准对完成化成的电芯进行筛选；标准电芯电压为经验值，不同的电压体系，可以选取不同的电压作为标准；

若电芯的恒流充电时间t_n小于等于恒流时间节点t_m，则认为该电芯为电压不良品，若电芯的恒流充电时间t_n大于恒流时间节点t_m，则认为该电芯为电压良品。

下面以一具体实施例对本发明的电池筛选方法进行说明：

将500个完成陈化工序的电芯放入化成柜中进行化成，对所有电芯先以0.2C的电流进行充电，充电至第一截止电压3700mV；

静置1min后，再以0.5C的电流对所有电芯进行充电，充电至第二截止电压4000mV，终止电流为20mA，记录每个电芯从第一截止电压充电至第二截止电压时所需的恒流充电时间；

任意选出37个电芯作为样本，记录每个样本电芯充电完成后的开路电压，37个样本电芯的恒流充电时间及开路电压的数据列表如下表所示，

电芯编号	恒流充电时间	开路电压电压_
			1	62.9	3.904
2	73.1	3.953
			3	72.1	3.953
4	68.3	3.951
			5	70.0	3.949
6	73.0	3.954
			7	70.0	3.951
8	73.0	3.951
			9	72.0	3.95
10	73.5	3.954
			11	72.8	3.953
12	71.0	3.952
			13	69.1	3.933
14	53.7	3.848
			15	74.0	3.954
16	73.3	3.953
			17	73.2	3.955
18	73.0	3.954
			19	72.0	3.951
20	71.0	3.955
			21	57.8	3.875
22	46.2	3.803
			23	74.2	3.955
24	71.5	3.955
			25	74.6	3.957
26	71.2	3.95
			27	73.8	3.956
28	70.8	3.942
			29	48.3	3.818
30	55.0	3.858
			31	64.3	3.905
32	54.6	3.859
			33	62.6	3.898
34	47.1	3.812
			35	44.3	3.796
36	48.2	3.816
			37	35.2	3.75

同时参照图2，图2是根据样本电芯的恒流充电时间及开路电压的数据得到的开路电压-恒流时间的线性关系图，将样本电芯的恒流充电时间及开路电压数据进行拟合，得到的拟合公式为：v＝0.005t+3.554；

以3800mV作为标准电芯电压V’，根据拟合公式计算出恒流时间节点t_m＝49.2min；

将同一批次中每个电芯的恒流充电时间与恒流时间节点进行对比，若某一电芯的恒流充电时间＞49.2min，则认为该电芯电压为良品，反之，若该电芯的恒流充电时间≤49.2min，则认为该电芯电压为不良品。

本发明通过化成过程中电芯恒流充电时间与化成结束后电芯开路电压间的关系获得拟合公式，根据标准电芯电压采用拟合公式计算出恒流时间节点，以恒流时间节点为判断标准，对化成后的电芯进行筛选。本发明的筛选方法无需对电芯进行充放电循环，可直接采用化成工序得到的测量数据，不仅节省了时间，提高了效率，而且拟合公式根据同一批次的电芯测试数据获得，即使不同的化成设备间存在差异，或者化成工艺的不同导致差异，或者相同电压体系电芯在制程上存在差异，拟合公式也可以较精确的反映出恒流充电时间与开路电压间的关系，即使不同批次电芯由于以上差异可能会造成线性关系稍有不同，但是由于电芯电压不良容量偏低，也可以精确筛选出电压不良电芯。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (1)

1.一种锂离子电池的筛选方法，其特在在于，包括以下步骤：

对陈化结束的电芯进行恒流恒压化成，先以第一电流A₁对电芯进行充电，充电至第一截止电压V₁；

再以第二电流A₂对电芯进行充电，充电至第二截止电压V₂，完成化成，记录每个电芯从第一截止电压V₁充电至第二截止电压V₂时所需的恒流充电时间；

选出若干个电芯作为样本，记录每个样本电芯化成完成后的开路电压，根据样本电芯的恒流充电时间及化成完成后开路电压之间的对应关系，获取拟合公式v＝at+b，其中，a和b为常数；

由标准电芯电压V’，根据拟合公式计算出恒流时间节点t_m，将恒流时间节点作为判断电芯是否电压不良的标准；

若电芯的恒流充电时间小于等于恒流时间节点t_m，则认为该电芯为电压不良品，若电芯的恒流充电时间大于恒流时间节点t_m，则认为该电芯为电压良品。