CN106124996A - 一种锂离子电池单体的一致性判定方法及装置 - Google Patents

一种锂离子电池单体的一致性判定方法及装置 Download PDF

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CN106124996A CN201610592423.6A CN201610592423A CN106124996A CN 106124996 A CN106124996 A CN 106124996A CN 201610592423 A CN201610592423 A CN 201610592423A CN 106124996 A CN106124996 A CN 106124996A
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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池单体的一致性判定方法,包括:将第一待测电池单体和第二待测电池单体按照相同充放电方式进行活化;在预设温度下,基于电化学阻抗谱原理对所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体进行阻抗测试;根据测试结果分别获得所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的第一阻抗曲线和第二阻抗曲线;计算所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的差异系数;判断所述差异系数是否小于等于预设值;若是,所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性好;若否,所述待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性差。该方法测试周期短,计算简便,对电池本身不产生任何影响,更符合实际生产中的要求,具有广阔应用前景。

Description

一种锂离子电池单体的一致性判定方法及装置
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域,尤其涉及一种锂离子电池单体的一致性判定方法及装置。
背景技术
动力电池作为电动汽车的关键部件,其重要性不言而喻。目前,锂离子电池系统具有放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、存储寿命长、无记忆效应、体积小、重量轻以及公害小等优点,被广为应用。一般来说,锂离子动力电池系统由多个锂离子电池单体通过并联或串联的方式连接而成。由于各个电池单体之间存在差异,一部分在使用过程中发生过充电或者过放电,由此会导致动力电池系统的整体性能大幅下降,循环寿命减小,这种情况又称为“木桶效应”。因此,保证电池系统内电池单体的一致性显得尤为重要。
然而,通过控制各个生产工序来保证电池单体的一致性,不仅工作量巨大,而且效果并不理想。针对此问题,目前主要的解决方法是通过电池管理系统中的外加电路来均衡电池组中电池的充放电状态。但是,解决此问题的根本还在于挑选一致性好的电池单体组成电池系统。
目前,主要通过电池单体的内阻、电压差、容量差或直流阻抗等判定电池单体一致性。例如专利CN101458310A公开了一种电池一致性的评价方法,其讲评价使用性的一致性指标和评价存储性的一致性指标作为电池单体的一致性指标,综合以上两个标准差,得到使用与存储一致性良好的电池组。但这种方法比较复杂,而且储存耗费时间较长,不符合实际生产的时间要求。专利CN104730463A中通过对电池进行大电流放电,得到相应的欧姆内阻和极化内阻,进而按照阻抗值进行分档。这种方法虽然可以较快地对电池单体进行分档,但是大电流放电会对电池单体造成伤害,对整个电池系统的寿命将造成负面影响。
因此,提出一种高效、简便的电池单体一致性的判定方法迫在眉睫。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种锂离子电池单体的一致性判定方法,该方法测试周期短,计算简便,对电池本身不产生任何影响,更符合实际生产中的要求,具有广阔的应用前景。
本发明的第二个目的在于提出一种锂离子电池单体的一致性判定装置。
为了实现上述目的,本发明第一方面实施例的锂离子电池单体的一致性判定方法,包括:将第一待测电池单体和第二待测电池单体按照相同充放电方式进行活化;在预设温度下,基于电化学阻抗谱原理对所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体进行阻抗测试;根据测试结果分别获得所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的第一阻抗曲线和第二阻抗曲线;计算所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的差异系数;判断所述差异系数是否小于等于预设值;若是,所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性好;若否,所述待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性差。
根据本发明实施例的锂离子电池单体的一致性判定方法,依据EIS原理,将小振幅电位信号或电流信号作为扰动信号,测试电池单体内部的响应信号,进而绘制待比较的电池单体的阻抗曲线并计算两者的差异系数,该方法测试周期短,计算简便,对电池本身不产生任何影响,更符合实际生产中的要求,具有广阔的应用前景。
在本发明的一个实施例中,将所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体按照相同充放电方式进行活化包括:在25℃温度下,将所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体均以0.3C放电至3V,然后以0.3C充电至4.2V,再以4.2V恒压充电至电流降至0.03C,如此放电充电循环三次。
在本发明的一个实施例中,预设温度为25℃。
在本发明的一个实施例中,所述基于电化学阻抗谱EIS原理对所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体进行阻抗测试包括:使用电化学工作站测试所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的阻抗,其中所述电化学工作站的工作参数为:OCV+5mV微扰,频率范围5KHz-20mHz。
在本发明的一个实施例中,所述根据测试结果分别获得所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的第一阻抗曲线和第二阻抗曲线包括:所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线都为不同频率的阻抗谱复平面图其横坐标为阻抗的实部,纵坐标为阻抗的虚部。。
在本发明的一个实施例中,计算所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的差异系数包含:根据上述频率范围将所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的采样点均设置为N个;计算两条曲线中对应的每两个点的平面距离ωi
ω i = ( X A 1 - i - X A 2 - i ) 2 + ( Y A 1 - i - Y A 2 - i ) 2 ,
其中,XA1-i为所述第一待测电池单体的第i个采样点阻抗的的X值,XA2-i为所述第二待测电池单体的第i个采样点阻抗的的X值,YA1-i为所述第一待测电池单体的第i个采样点阻抗的Y值,YA2-i为所述第二待测电池单体的第i个采样点阻抗的Y值;计算所述第一待测电池单体和所述第二电池单体所有N个采样点的平均距离
ω ‾ = Σ i = 1 N ω i / N ;
计算所述第一待测电池单体和所述第二电池单体的差异系数:
在本发明的一个实施例中,所述预设值为2。
为了实现上述目的,本发明第二方面实施例的锂离子电池单体的一致性判定装置,包括:活化单元,用于将第一待测电池单体和第二待测电池单体按照相同充放电方式进行活化;电化学工作站,用于在预设温度下,基于电化学阻抗谱原理对所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体进行阻抗测试,根据测试结果分别获得所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的第一阻抗曲线和第二阻抗曲线;逻辑单元,用于计算所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的差异系数,并判断所述差异系数是否小于等于预设值;若是,所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性好;若否,所述待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性差。
根据本发明实施例的锂离子电池单体的一致性判定装置,依据EIS原理,将电化学工作站发出的小振幅电位信号或电流信号作为扰动信号,测试电池单体内部的响应信号,进而绘制待比较的电池单体的阻抗曲线并通过逻辑单元计算两者的差异系数,该装置测试周期短,计算简便,对电池本身不产生任何影响,更符合实际生产中的要求,具有广阔的应用前景。
在本发明的一个实施例中,所述活化单元用于在25℃温度下,将所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体均以0.3C放电至3V,然后以0.3C充电至4.2V,再以4.2V恒压充电至电流降至0.03C,如此放电充电循环三次。
在本发明的一个实施例中,所述电化学工作站的工作参数为:OCV+5mV微扰,频率范围5KHz-20mHz。
附图说明
图1是锂离子电池的电化学阻抗谱图;
图2是根据本发明一个实施例的锂离子电池单体的一致性判定方法的流程图;
图3是根据本发明一个实施例的A组锂离子电池单体的电化学阻抗谱图;
图4是根据本发明一个实施例的B组锂离子电池单体的电化学阻抗谱图;
图5是根据本发明一个实施例的A组锂离子电池单体和B组锂离子电池单体循环500次后的放电容量的示意图;
图6是根据本发明一个实施例的锂离子电池单体的一致性判定装置的示意图。
附图标记:
活化单元61;电化学工作站62;逻辑单元63。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
锂离子电池使用能可逆嵌入和脱出锂离子的嵌入化合物分别作为正负极,其充放电过程是通过锂离子在正负极之间的嵌入和脱出来实现。充电时,正极中的锂离子从基体中脱出,嵌入负极;放电时,锂离子从负极中脱出,嵌入正极。因此,锂离子电池的充放电容量、倍率性能和循环寿命等重要性能,均与锂离子在电极材料中的嵌入和脱出过程密切相关。
电化学阻抗谱EIS是研究电化学界面过程的重要方法,被广泛的应用于研究锂离子在碳材料和过度金属氧化物的嵌入和脱出过程。EIS技术通过对电化学体系施加一定振幅、不同频率的正弦波交流信号,获得该频率范围内相应电信号反馈的测试方法。它拥有几大特点:
(1)EIS测试是以小振幅正弦波电位或电流信号作为扰动信号,避免了类似大电流放电对体系产生大的影响。
(2)EIS技术几乎可以应用于所有的电化学研究领域,其能够提供完整的电化学界面信息。
通常,如附图1所示,锂离子在电极中的嵌入和脱出过程的EIS-Nyquist(复平面图)谱包括三部分:高频区,即与锂离子通过多层SEI(solid electrolyte interface,固体电解质界面)膜扩散迁移相关的半圆;中频区,即与电荷传递过程相关的半圆;低频区,即与锂离子在活性材料中的固态扩散相关的斜线。可以看到,以上三部分涵盖了锂离子电池中所有界面反应过程。
(3)EIS测试周期短。例如,频率5KHz-20mHz的测试只需要三分钟左右。而且,当EIS测试结束,扰动停止后,电化学体系将回复到原先的最初状态,不会对体系产生任何影响。
综上所述,电化学阻抗谱是一种快速、高效的研究的方法,其对电池本身的伤害小,但可以得到准确的电池内部信息。
下面结合附图描述本发明实施例的锂离子电池单体的一致性判定方法和装置。
图2是根据本发明一个实施例的锂离子电池单体的一致性判定方法。如图2所示,本发明实施例的锂离子电池单体的一致性判定方法,包括以下步骤:
S1,将第一待测电池单体和第二待测电池单体按照相同充放电方式进行活化。
在电池制造完成以后,因为电极上使用的活性物质表面会存在一层氧化薄膜,阻止锂离子的嵌入和脱嵌过程,因此其容量和性能都比较差,也就是通常所说的电池表面活性不足。这时需要采用非常小的电流,对电池进行充电,使得活性材料表面的氧化层还原,提高其活性。也即,随着锂离子活化的进行,电池的容量逐渐提高。经过几个小电流的充放电循环之后,活性物质充分活化,电池的容量就会达到最佳,性能也达到最佳。
在本实施例中,将活化温度设置为25℃温度,接着将所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体均以0.3C放电至3V,然后以0.3C充电至4.2V,再以4.2V恒压充电至电流降至0.03C。如此反复放电充电循环三次,以完成所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的活化过程。
S2,在预设温度下,基于电化学阻抗谱原理对所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体进行阻抗测试。
优选的,阻抗测试的温度设置为25℃,使用电化学工作站(如BioLogic-VMP3电化学工作站)基于电化学阻抗谱原理测试所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的阻抗。其中,所述电化学工作站的工作参数可设置为:OCV+5mV微扰,频率范围5KHz-20mHz。
S3,根据测试结果分别获得所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的第一阻抗曲线和第二阻抗曲线。
经过上述步骤S2的测试,可以得到不同频率下的响应信号,进而分别绘制所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的第一阻抗曲线和第二阻抗曲线。将上述两个阻抗曲线绘制在一个坐标系内,得到阻抗谱EIS-Nyquist图。如附图3所示,所述阻抗谱EIS-Nyquist图的横坐标Re(Z)为阻抗的实部,纵坐标-lm(Z)为阻抗的虚部。
S4,计算所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的差异系数。
具体来说,首先,根据上述频率范围(5KHz-20mHz)将所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的采样点的数量N均设置为49个,从左到右依次为高频到低频的采样点;其次,将所述第一待测电池单体A1采样点的X值依次分别为XA1-1、XA1-2、……XA1-49,将所述第一待测电池单体A1采样点的Y值依次分别为YA1-1、YA1-2、……YA1-49;将所述第二待测电池单体A2采样点的X值依次分别为XA2-1、XA2-2、……XA2-49,将所述第二待测电池单体A2采样点的Y值依次分别为YA2-1、YA2-2、……YA2-49;,然后,分别计算两条曲线中对应的每两个点的平面距离ω1、ω2……ω49
ω i = ( X A 1 - i - X A 2 - i ) 2 + ( Y A 1 - i - Y A 2 - i ) 2 ;
进而,计算所述第一待测电池单体和所述第二电池单体所有N个采样点的平均距离
ω ‾ = ω 1 + ω 2 + ... ... + ω 49 49 ;
最后,计算所述第一待测电池单体和所述第二电池单体的差异系数:
S5,判断所述差异系数是否小于等于预设值。
在本实施例中,可以将所述预设值设置为2。若所述差异系数小于等于预设值,那么直接执行步骤S6;若所述差异系数大于预设值,那么直接执行步骤S7。
S6,所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性好。
若所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性好,那么建议将其成组在同一个电池系统中。
S7,所述待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性差。
若所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性差,那么建议不要将其成组在同一电池系统中。
根据本发明实施例的锂离子电池单体的一致性判定方法,依据EIS原理,将小振幅电位信号或电流信号作为扰动信号,测试电池单体内部的响应信号,进而绘制待比较的电池单体的阻抗曲线并计算两者的差异系数,该方法测试周期短,计算简便,对电池本身不产生任何影响,更符合实际生产中的要求,具有广阔的应用前景。
为了进一步比较通过上述实施例判定的电池单体的一致性的工程应用效果,再选一组电池(即第三待测电池单体B1和第四待测电池单体B2),也按照上述实施例的方法进行电池单体的一致性判定,具体包括如下步骤:
S1,将第三待测电池单体B1和第四待测电池单体B2按照相同充放电方式进行活化。
为保证比较结果的准确性,将活化温度设置同样设置为25℃温度,接着将所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体均以0.3C放电至3V,然后以0.3C充电至4.2V,再以4.2V恒压充电至电流降至0.03C。如此反复放电充电循环三次,以完成所述第三待测电池单体B1和第四待测电池单体B2的活化过程。
S2,在预设温度下,基于电化学阻抗谱原理对第三待测电池单体B1和第四待测电池单体B2进行阻抗测试。
优选的,阻抗测试的温度同样设置为25℃,使用电化学工作站(如BioLogic-VMP3电化学工作站)基于电化学阻抗谱原理测试所述第三待测电池单体B1和第四待测电池单体B2的阻抗。其中,所述电化学工作站的工作参数同样设置为:OCV+5mV微扰,频率范围5KHz-20mHz。
S3,根据测试结果分别获得所述第三待测电池单体B1和第四待测电池单体B2的第三阻抗曲线和第四阻抗曲线。
经过上述步骤S2的测试,可以得到不同频率下的响应信号,进而分别绘制所述第三待测电池单体B1和第四待测电池单体B2的第三阻抗曲线和第四阻抗曲线。将其绘制在一个坐标系内,得到阻抗谱EIS-Nyquist图。如附图4所示,所述阻抗谱EIS-Nyquist图的横坐标Re(Z)为阻抗的实部,纵坐标-lm(Z)为阻抗的虚部。
S4,计算所述第三阻抗曲线和所述第四阻抗曲线的差异系数。
具体来说,首先,根据上述频率范围(5KHz-20mHz)将所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的采样点均设置为49个,从左到右依次为高频到低频的采样点;其次,将所述第三待测电池单体B1采样点的X值依次分别为XB1-1、XB1-2、……XB1-N,将所述第三待测电池单体B1采样点的Y值依次分别为YB1-1、YB1-2、……YB1-N;将所述第二待测电池单体B2采样点的X值依次分别为XB2-1、XB2-2、……XB2-N,将所述第二待测电池单体B2采样点的Y值依次分别为YB2-1、YB2-2、……YB2-N;,然后,计算两条曲线中对应的每两个点的平面距离ω1、ω2……ωN
ω N ′ = ( X B 1 - N - X B 2 - N ) 2 + ( Y B 1 - N - Y B 2 - N ) 2 ;
进而,计算所述第三待测电池单体B1和所述第四待测电池单体B2所有N个采样点的平均距离
ω ‾ ′ = ω 1 ′ + ω 2 ′ + ... ... + ω N ′ N ;
最后,计算所述第三待测电池单体B1和所述第四待测电池单体B2的差异系数:
S5,判断所述差异系数是否小于等于预设值。
在本实施例中,可以将所述预设值设置为2。若所述差异系数小于等于预设值,那么直接执行步骤S6;若所述差异系数大于预设值,那么直接执行步骤S7。
S6,所述第三待测电池单体B1和所述第四待测电池单体B2的一致性好。
若所述第三待测电池单体B1和所述第四待测电池单体B2的一致性好,那么建议将其成组在同一个电池系统中。
S7,所述第三待测电池单体B1和所述第四待测电池单体B2的一致性差。
若所述第三待测电池单体B1和所述第四待测电池单体B2的一致性差,那么不建议将其成组在同一个电池系统中。
根据以上计算,所述第一待测电池单体A1和所述第二待测电池单体A2的电池阻抗曲线差异系数表明所述第一待测电池单体A1和所述第二待测电池单体A2的一致性较好;所述第三待测电池单体B1和所述第四待测电池单体B2的电池阻抗曲线的差异系数表明所述第三待测电池单体B1和所述第四待测电池单体B2的一致性较差。
为了验证两组电池的工程应用效果,分别将两只一致性较好的所述第一待测电池单体A1和所述第二待测电池单体A2串联成组,命名为A组;将两只一致性较差的所述第三待测电池单体B1和所述第四待测电池单体B2串联成组,命名为B组。将A组和B组电池在25℃环境温度下,进行1C充放电循环(即,以1C恒流放电至3V,以1C恒流充电至4.2V,以4.2V恒压充电至电流降至0.1C),循环寿命曲线如附图5所示。从附图5中可以看到,A组电池由于电池单体的一致性较好,电池组循环性能表现较好,而B组电池由于电池单体的一致性较差,在循环过程中,产生单体电池过充电或过放电的现象,从而导致电池组的循环性能较差。试验表明,A组电池在循环500次后,其容量保持率在97%左右;B组电池在循环500次后,其容量保持率在91左右%。因此,上述锂离子电池单体的一致性判定方法的准确性得以验证。
图6是根据本发明一个实施例的锂离子电池单体的一致性判定装置。如图6所示,本发明实施例的锂离子电池单体的一致性判定装置600包括:活化单元61、电化学工作站62和逻辑单元63。
所述活化单元61用于将第一待测电池单体和第二待测电池单体按照相同充放电方式进行活化。
所述电化学工作站62用于在预设温度下,基于电化学阻抗谱原理对所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体进行阻抗测试,根据测试结果分别获得所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的第一阻抗曲线和第二阻抗曲线。
所述逻辑单元63用于计算所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的差异系数,并判断所述差异系数是否小于等于预设值;若是,所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性好;若否,所述待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性差。
根据本发明实施例的锂离子电池单体的一致性判定装置,依据EIS原理,将电化学工作站发出的小振幅电位信号或电流信号作为扰动信号,测试电池单体内部的响应信号,进而绘制待比较的电池单体的阻抗曲线并通过逻辑单元计算两者的差异系数,该装置测试周期短,计算简便,对电池本身不产生任何影响,更符合实际生产中的要求,具有广阔的应用前景。
优选的,所述活化单元用于在25℃温度下,将所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体均以0.3C放电至3V,然后以0.3C充电至4.2V,再以4.2V恒压充电至电流降至0.03C,如此放电充电循环三次。所述电化学工作站的工作参数为:OCV+5mV微扰,频率范围5KHz-20mHz。
所述锂离子电池单体的一致性判定装置600的详细工作原理可参照如图2所示的锂离子电池单体的一致性判定实施例,此处不再赘述。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种锂离子电池单体的一致性判定方法,其特征在于,包括:
将第一待测电池单体和第二待测电池单体按照相同充放电方式进行活化;
在预设温度下,基于电化学阻抗谱原理对所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体进行阻抗测试;
根据测试结果分别获得所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的第一阻抗曲线和第二阻抗曲线;
计算所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的差异系数;
判断所述差异系数是否小于等于预设值;
若是,所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性好;
若否,所述待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性差。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池单体的一致性判定方法,其特征在于,将所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体按照相同充放电方式进行活化包括:
在25℃温度下,将所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体均以0.3C放电至3V,然后以0.3C充电至4.2V,再以4.2V恒压充电至电流降至0.03C,如此放电充电循环三次。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池单体的一致性判定方法,其特征在于,预设温度为25℃。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池单体的一致性判定方法,其特征在于,所述基于电化学阻抗谱EIS原理对所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体进行阻抗测试包括:
使用电化学工作站测试所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的阻抗,其中所述电化学工作站的工作参数为:OCV+5mV微扰,频率范围5KHz-20mHz。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池单体的一致性判定方法,其特征在于,所述根据测试结果分别获得所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的第一阻抗曲线和第二阻抗曲线包括:
所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线都为不同频率的阻抗谱复平面图。其横坐标为阻抗的实部,纵坐标为阻抗的虚部。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池单体的一致性判定方法,其特征在于,计算所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的差异系数包含:
根据上述频率范围将所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的采样点均设置为N个;
计算两条曲线中对应的每两个点的平面距离ωi
ω i = ( X A 1 - i - X A 2 - i ) 2 + ( Y A 1 - i - Y A 2 - i ) 2 ,
其中,XA1-i为所述第一待测电池单体的第i个采样点阻抗的X值,XA2-i为所述第二待测电池单体的第i个采样点阻抗的X值,YA1-i为所述第一待测电池单体的第i个采样点阻抗的Y值,YA2-i为所述第二待测电池单体的第i个采样点阻抗的Y值;
计算所述第一待测电池单体和所述第二电池单体所有N个采样点的平均距离
ω ‾ = Σ i = 1 N ω i / N ;
计算所述第一待测电池单体和所述第二电池单体的差异系数:
7.根据权利要求1所述的锂离子电池单体的一致性判定方法,其特征在于,所述预设值为2。
8.一种锂离子电池单体的一致性判定装置,其特征在于,包括:
活化单元,用于将第一待测电池单体和第二待测电池单体按照相同充放电方式进行活化;
电化学工作站,用于在预设温度下,基于电化学阻抗谱原理对所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体进行阻抗测试,根据测试结果分别获得所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的第一阻抗曲线和第二阻抗曲线;
逻辑单元,用于计算所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的差异系数,并判断所述差异系数是否小于等于预设值;若是,所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性好;若否,所述待测电池单体和所述第二待测电池单体的一致性差。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池单体的一致性判定装置,其特征在于,所述活化单元用于在25℃温度下,将所述第一待测电池单体和所述第二待测电池单体均以0.3C放电至3V,然后以0.3C充电至4.2V,再以4.2V恒压充电至电流降至0.03C,如此放电充电循环三次。
10.根据权利要求8所述的锂离子电池单体的一致性判定装置,其特征在于,所述电化学工作站的工作参数为:OCV+5mV微扰,频率范围5KHz-20mHz。
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