CN106207265A - 一种提高锂离子电池一致性的制备方法 - Google Patents

一种提高锂离子电池一致性的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106207265A
CN106207265A CN201610591374.4A CN201610591374A CN106207265A CN 106207265 A CN106207265 A CN 106207265A CN 201610591374 A CN201610591374 A CN 201610591374A CN 106207265 A CN106207265 A CN 106207265A
Authority
CN
China
Prior art keywords
concordance
control unit
battery
preparation
capacity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610591374.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106207265B (zh
Inventor
王世强
张卫林
张海明
方兰兰
张建利
郭盛昌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
King Long United Automotive Industry Suzhou Co Ltd
Original Assignee
King Long United Automotive Industry Suzhou Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by King Long United Automotive Industry Suzhou Co Ltd filed Critical King Long United Automotive Industry Suzhou Co Ltd
Priority to CN201610591374.4A priority Critical patent/CN106207265B/zh
Publication of CN106207265A publication Critical patent/CN106207265A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106207265B publication Critical patent/CN106207265B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明属于一种生产控制方法，本发明要求保护一种提高锂离子电池一致性的制备方法。本发明制备得到的电池大大提高了电池的真实一致性，延长电池使用寿命，提高电池性能。

Description

一种提高锂离子电池一致性的制备方法
技术领域
本发明涉及电动汽车，特别涉及一种电动汽车动力锂离子电池的制造一致性控制领域。
背景技术
锂离子电池目前是电动汽车车载储能动力源的首选，这主要得益于它具有的诸多优点，比如高的能量密度、高功率密度、低自放电、长寿命、免维护。在现有动力电池技术水平下，电动汽车必须使用大量电池串并联形成电池组来满足使用要求，但是动力电池组实际使用时，性能指标往往达不到单只电芯的水平，循环寿命更是缩短数倍甚至十倍。分析是由于电池的高度非线性，电池之间也存在制造工艺、材质、使用环境、连接方式等差异，电池单体之间存在不一致。即使同一类型、同一规格、同一型号的电芯在电压、内阻、容量、自放电等方面也存在差别。这就需要电池组合使用时，要经过严格的配组，而配组，就需要设计一致性检测方法，这方面有相当多的工作。而设计的一致性检测方法，则很难考虑到方方面面的，也很难说哪种一致性检测方法测试的结果就真的代表电池的一致性，而各种一致性参数之间，也只能这个一致性参数配得好一些，那个一致性参数就会差一些。再好的一致性检测方法和配组，首先也得有能够满足一致性要求的电池芯生产。
因此，开发生产技术提高出产动力电池的一致性，就成为一种努力的方向，专利申请201110183273.0做了有益的探索，其方法是控制单节电池内正极片的总重量和负极片的总重量。不过这种方法并没有触及提高锂离子动力电池制造一致性的本质。电池组的一致性，指的是串联成组的各节之间各种性能的一致性。如果在生产技术水平同等的条件下，每个控制单元之间的离散程度用正态分布来表示，一个正态分布用两个参数可以完全确定，就是平均值μ和标准差σ，如图2所示。标准差代表了一个参数的离散度，这个由3σ原理可以看出，超出[μ-3σ,μ+3σ]这个范围的不到千分之三。但是如果串联的一节改为N个小控制单元并联，那么得到的均值不变，标准差σ变为原来的N的平方根，串联各节的一致性大大增加，以电动大巴为例，每节350Ah如果以一个350Ah的电芯来作为一致性控制单位，其参数的标准差为σ0，如果能够使用175个2Ah的小电芯并联，每个2Ah的小电芯作为一致性控制单元，则参数的标准差会变为σ0/13。而不把整个电芯作为一个控制单元，而把电芯内部的某个制造单元作为一致性控制单位，整节电芯扩展到10000个一致性控制单元，则参数的标准差会变为σ0/100。以现有技术容量控制的精度[-0.97μ，1.03μ]为例，可以认为σ约等于1％μ，350Ah的电池芯容量离散区间为[339.5Ah,360.5Ah]，而扩展到10000个控制单元并联后，串联一节350Ah的容量分布区间为[349.9,350.1]。组内不同结间的容量差异为万分之三，远远超过了千分之一的容量差异的配组标准。
现有技术都是以一个电芯为一致性控制单元，不能解决提高锂离子动力电池一致性提高的要求。
发明内容
本发明目的是提供一种生产控制方法，提高动力锂离子电池产品的一致性。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种提高锂离子电池一致性的制备方法，其包括如下步骤：
(1)确定一致性要求，即电池串联成组的标准σ，
(2)标定锂离子电池产线的一致性控制能力σc，
(3)确定需要并联的单元电池数n＝(σ/σc)2，
(4)以电池组的容量C要求除以需要并联的单元电池数(σ/σc)2，得到一致性控制单元的容量C/n，
(5)按照一致控制单元的容量设定控制单元，
(6)按照产线的正常工艺进行锂离子电池生产，且将步骤(5)中设定的控制单元作为检测对象。
本发明优选的技术方案中，所述步骤(1)中，电池串联成组的标准，不同节允许的参数差异为容量千分之一。
本发明优选的技术方案中，所述步骤(2)中，以电芯为一致性控制单元，其容量差异为3％。
本发明优选的技术方案中，所述步骤(3)中，当锂离子电池产线的一致性能力为3％，而要求一致性为0.1％，则标准差σ需要降低30倍，并联数量要求900。
本发明优选的技术方案中，所述步骤(4)中，所述控制单元为极片组、极片或极片上的一个区域。
本发明的实质是降低一致性控制的单位，利用尽可能多的一致性控制单位配组并联来提高电池的一致性，并在前端对一致性进行尽可能有效的测试和控制。现有技术一般是以一个电池芯为控制单位，本发明降低到对于极片的一致性检测方法和控制，乃至极片上一个单位面积的一致性检测和控制，对于特殊要求，可以控制到各种物料颗粒的一致性。
本发明是一种逼近一致性实质的方法，本发明的优点在于：
1.可以根据电池组的一致性要求来进行生产设计，一致性可以预先设计。
2.本发明制备得到的电池大大提高了电池的真实一致性，延长电池使用寿命，提高电池性能。
附图说明
图1为细化一致性控制单位的示意图。
图2为细化一致性控制单位的效果示意图，可用于计算一致性控制的单元采用多大容量的单位。
图3一致性设计过程示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例和说明书附图对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的品种可以根据具体厂家的要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例1 倍率型锰酸锂44安时177串电池组的制备方法的提高一致性方法，其包括如下步骤：
1.明确一致性要求，即电池串联成组的标准，不同节允许的参数差异，比如容量0.5％，
2.标定产线的一致性控制能力，比如以电芯为一致性控制单元，其容量差异为3％，
3.确定需要并联的单元数，比如产线的一致性能力为3％，而要求0.5％，则标准差σ需要降低6倍，并联数量要求36，
4.以电池组的容量要求除以需要并联的单元数，得到一致性控制单元的容量44/36＝1.22Ah，
5.按照一致控制单元的容量设定控制单元，根据每片极片设计0.41Ah，确定3对极片组成的极片组为一致性控制单元，
6.按照产线的正常工艺进行生产，将步骤5中设定的控制单元作为检测对象。
实施例2
一种提高锂离子电池一致性的制备方法，其包括如下步骤：
(1)合浆，分别检测正极浆料和负极浆料的粒度分布、密度、浓度、电阻率参数，来控制浆料的一致性；
(2)涂布，将混合均匀的正极浆料涂布到正极集流体上，将混合均匀的负极浆料涂布到负极集流体上，分别检测面密度、涂布厚度、附着力参数，来控制极片涂布每个单位面积的一致性；
(3)极片的分切，将步骤(2)得到的正极集流体和负极集流体分别进行精细的分切，分别获得尺寸一致的正极极片和负极极片，以此控制极片之间的一致性；
(4)将切好的正极片和负极片，根据重量、吸液量、预化成的容量内阻电压自放电率参数进行一致性检测；
(5)根据一致性检测结果，对极片进行配组；
(6)配好组的极片做成一个电芯。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种提高锂离子电池一致性的制备方法，其包括如下步骤：
(1)确定一致性要求，即电池串联成组的标准σ，
(2)标定锂离子电池产线的一致性控制能力σc，
(3)确定需要并联的单元电池数n＝(σ/σc)2，
(4)以电池组的容量C要求除以需要并联的单元电池数(σ/σc)2，得到一致性控制单元的容量C/n，
(5)按照一致控制单元的容量设定控制单元，
(6)按照产线的正常工艺进行锂离子电池生产，且将步骤(5)中设定的控制单元作为检测对象。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，电池串联成组的标准，不同节允许的参数差异为容量千分之一。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，以电芯为一致性控制单元，其容量差异为3％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，当锂离子电池产线的一致性能力为3％，而要求一致性能力为0.1％，则标准差σ需要降低30倍，并联数量要求900。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述控制单元为极片组、极片或极片上的一个区域。
CN201610591374.4A 2016-07-26 2016-07-26 一种提高锂离子电池一致性的制备方法 Active CN106207265B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610591374.4A CN106207265B (zh) 2016-07-26 2016-07-26 一种提高锂离子电池一致性的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610591374.4A CN106207265B (zh) 2016-07-26 2016-07-26 一种提高锂离子电池一致性的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106207265A true CN106207265A (zh) 2016-12-07
CN106207265B CN106207265B (zh) 2019-01-15

Family

ID=57495683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610591374.4A Active CN106207265B (zh) 2016-07-26 2016-07-26 一种提高锂离子电池一致性的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106207265B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109800477A (zh) * 2018-12-28 2019-05-24 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 锂离子电池三因素不一致性预测方法及装置
CN109840353A (zh) * 2018-12-28 2019-06-04 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 锂离子电池双因素不一致性预测方法及装置
CN110426643A (zh) * 2019-07-15 2019-11-08 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种方形铝壳正极弱导电池自放电筛选的方法
CN113109727A (zh) * 2021-03-29 2021-07-13 蜂巢能源科技有限公司 叠片式锂电池电芯内阻一致性分析方法及分析系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070247112A1 (en) * 2006-04-18 2007-10-25 Swit Electronic Co., Ltd. Assembled Lithium-ion Battery Pack with Large Capacity
CN101458310A (zh) * 2008-12-23 2009-06-17 天津力神电池股份有限公司 一种电池一致性的评价方法
CN101752543A (zh) * 2009-12-28 2010-06-23 山东神工电池新科技有限公司 一种提高电池内阻一致性的制作方法
CN101814632A (zh) * 2010-05-05 2010-08-25 章森 基于充放电特征的电芯优化配组技术
CN101950001A (zh) * 2010-08-09 2011-01-19 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动汽车用锂离子电池组一致性的评价方法
CN102280665A (zh) * 2011-07-01 2011-12-14 山东上存能源股份有限公司 提高电池一致性的锂离子动力电池的生产方法
CN102590751A (zh) * 2011-10-12 2012-07-18 北京市电力公司 动力电池包一致性评估方法和装置
CN102861726A (zh) * 2011-07-05 2013-01-09 广州丰江电池新技术股份有限公司 一种锂二次电池一致性筛选方法
CN103545558A (zh) * 2013-11-08 2014-01-29 四川长虹电源有限责任公司 航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法
CN105680108A (zh) * 2016-04-13 2016-06-15 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池的筛选方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070247112A1 (en) * 2006-04-18 2007-10-25 Swit Electronic Co., Ltd. Assembled Lithium-ion Battery Pack with Large Capacity
CN101458310A (zh) * 2008-12-23 2009-06-17 天津力神电池股份有限公司 一种电池一致性的评价方法
CN101752543A (zh) * 2009-12-28 2010-06-23 山东神工电池新科技有限公司 一种提高电池内阻一致性的制作方法
CN101814632A (zh) * 2010-05-05 2010-08-25 章森 基于充放电特征的电芯优化配组技术
CN101950001A (zh) * 2010-08-09 2011-01-19 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动汽车用锂离子电池组一致性的评价方法
CN102280665A (zh) * 2011-07-01 2011-12-14 山东上存能源股份有限公司 提高电池一致性的锂离子动力电池的生产方法
CN102861726A (zh) * 2011-07-05 2013-01-09 广州丰江电池新技术股份有限公司 一种锂二次电池一致性筛选方法
CN102590751A (zh) * 2011-10-12 2012-07-18 北京市电力公司 动力电池包一致性评估方法和装置
CN103545558A (zh) * 2013-11-08 2014-01-29 四川长虹电源有限责任公司 航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法
CN105680108A (zh) * 2016-04-13 2016-06-15 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池的筛选方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
任志国 等: "锂离子电池一致性评价研究", 《船电技术》 *
安富强 等: "电动汽车用锂离子电池制备及其一致性演变分析", 《材料热处理学报》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109800477A (zh) * 2018-12-28 2019-05-24 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 锂离子电池三因素不一致性预测方法及装置
CN109840353A (zh) * 2018-12-28 2019-06-04 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 锂离子电池双因素不一致性预测方法及装置
CN109840353B (zh) * 2018-12-28 2023-04-07 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 锂离子电池双因素不一致性预测方法及装置
CN109800477B (zh) * 2018-12-28 2023-04-07 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 锂离子电池三因素不一致性预测方法及装置
CN110426643A (zh) * 2019-07-15 2019-11-08 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种方形铝壳正极弱导电池自放电筛选的方法
CN113109727A (zh) * 2021-03-29 2021-07-13 蜂巢能源科技有限公司 叠片式锂电池电芯内阻一致性分析方法及分析系统
CN113109727B (zh) * 2021-03-29 2022-08-23 蜂巢能源科技有限公司 叠片式锂电池电芯内阻一致性分析方法及分析系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN106207265B (zh) 2019-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107831444B (zh) 一种锂离子电池健康状态估计方法
CN107085187B (zh) 梯次利用电池储能系统一致性维护指标的确定方法及装置
WO2018209784A1 (zh) 电池析锂的检测方法、电池管理系统及电池系统
CN106207265A (zh) 一种提高锂离子电池一致性的制备方法
CN104966822A (zh) 一种锂离子电池多层包覆钛酸锂负极材料及其制备方法
CN104269574B (zh) 一种电池组分选方法
CN110165314A (zh) 电池电芯性能参数获取方法及获取装置
CN103367753A (zh) 一种石墨烯分散液改性的铅酸电池负极铅膏及其制备方法
CN102306784A (zh) 具有高析氢电位的改性活性炭及其制备方法和含其的铅酸电池负极铅膏
CN102768343A (zh) 一种锂离子二次电池正负极容量匹配情况的评测方法
CN107843846A (zh) 一种锂离子电池健康状态估计方法
CN105738830A (zh) 锂离子动力电池梯次利用分析方法
CN109991301A (zh) 一种基于电化学-力耦合模型的锂离子电池放电过程中电极颗粒间应力的确定方法
CN107066713B (zh) 一种预测锂离子电池材料电化学性能的仿真方法
CN103199249B (zh) 一种正极、正级制造方法及采用该正极的锂离子电池
CN108493427A (zh) 用于锂离子电池电极材料的微纳米Nb2O5粉体的制备方法
CN107271907A (zh) 一种电动汽车动力电池性能的判断方法及系统
CN109818095B (zh) 一种电池的充放电预处理方法和电池及其制备方法
CN105336974A (zh) 一种锂离子二次电池的配组方法
CN202772231U (zh) 一种高倍率动力电池
CN116430257B (zh) 一种锂电池电性能表征的方法及其应用
CN206098543U (zh) 一种蓄电池用复合板栅
CN104953087A (zh) 一种锂电池及其负极、电芯、负极电压监控方法
CN107039636A (zh) 正极极片制备方法、正极极片、锂离子电池制备方法
Jiang et al. Lattice Boltzmann simulation of ion and electron transport in lithium ion battery porous electrode during discharge process

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant