CN106257734A - 一种锂离子动力电池配组方法 - Google Patents

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饶睦敏
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Abstract

本发明公开了一种锂离子动力电池配组方法，所述配组方法步骤如下：(1)挑选同一批次、同一型号、同一材料体系的电芯进行充放电测试，去除平台时间和充电恒流比不合格的电芯；(2)取大于下限容量的电芯为合格电芯，并按一定容量范围M分为N档，按一定的充电恒流比分为P档；(3)将不带电的电芯在T℃环境中搁置t1天，然后在室温下静置t2h；(4)测电压内阻，去除电压降和内阻超过一定范围的电芯，将容量、充电恒流比为同一档的电芯按一定的电压范围分为Q档；(5)将容量、电压、充电恒流比分别为同一档的合格电芯进行配组。本发明采用动静结合的方法，充分考虑了各单体电芯之间的差异，提高了配组的准确性，使电池组的性能大大提高。

Description

一种锂离子动力电池配组方法
【技术领域】
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种磷酸铁锂动力电池配组方法。
【背景技术】
近年来随着环境和能源问题的日益突出，绿色环保的电动汽车得到快速发展，动力电池组作为电动汽车的动力源，直接决定了车辆的续航里程和使用寿命，其重要程度不言而喻。
动力电池组一般通过成百上千，甚至上万个单体电芯以一定的串并联的方式组装在一起加以应用。单体电芯由于原材料、制造工艺、生产设备及环境等因素的差异，导致电池性能均存在一定的差异，各单体电池之间的性能差异会导致诸如电池组容量下降、寿命缩短甚至起火爆炸等严重后果。因此，为提高动力电池组的性能，除了提高单体电芯制造工艺之外，还必须选用合适的配组工艺和方法，以确保电池组的长期安全运行。
动力电池的配组工艺，目前主要有单参数配组法、多参数配组法和动态特性(曲线)配组法等。上述方法各有优缺点，单参数配组法考虑的因素太少，在实际应用过程中缺陷较多，不适用于电动汽车动力电池的配组；多参数配组法选取的外部特征值较多，能一定程度反映电池内部实际特征值值的差异，可以分选出一致性较好的电池组，但该方法存在原理性的缺陷，不能充分反映出动力电池之间的本质差别；动态特性(曲线)配组法能够充分发挥各单体电池的性能，使其性能和寿命得到提高，但该方法数据采集量非常大，工艺复杂，对各指标要求比较严格，采用人工配组很难实现，需要采用计算机程序配合实现。而在实际应用中，往往是上述方法的组合体。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种配组质量高、操作简单、易于实现、适合大批量生产的磷酸铁锂动力电池配组方法，提高电池组的一致性。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：一种锂离子动力电池配组方法，所述配组方法包括如下步骤：
a)挑选同一批次、同一型号、同一材料体系的电芯进行充放电测试，去除平台时间和充电恒流比不合格的电芯；
b)取大于下限容量的电芯为合格电芯，并按一定容量范围M分为N档，按一定的充电恒流比分为P档；
c)将不带电的电芯在T℃环境中搁置t1天，然后在室温下静置t2h；
d)测电压内阻，去除电压降和内阻超过一定范围的电芯，将容量、充电恒流比为同一档的电芯按一定的电压范围分为Q档；
e)将容量、电压、充电恒流比分别为同一档的合格电芯进行配组。
进一步说明，本发明主要针对磷酸铁锂动力电池，但不局限于此，所述步骤b)中一定的充电恒流比步长可以为2％～6％，一定的容量范围M可以为50～500mAh；步骤c)中T1可以为40℃～65℃，t1可以为3～10天，静置时间可以为2～24小时；步骤d)中一定范围的电压降是通过设定下限电压来实现的。
说明：本发明可以简称为“八个一致配档”，即：1.容量一致，2.内阻一致，3.自放电一致，4.电压一致，5.放电平台一致，6.充电恒流比一致，7.循环寿命一致，8.带电量一致(限模组)。
【附图说明】
图1为本发明具体实施操作流程图
图2为八个一致配组工艺1C循环过程中的最大压差变化，
图3为1C循环容量保持率。
【具体实施方式】
下面通过具体的实施例对本发明进行进一步详细说明，本实施例选用标称容量为5AH的磷酸铁锂电芯组装成16V20A的电池模块，具体步骤如下：
①挑选同一批次、同一型号、同一材料体系的标称容量为5AH的32650磷酸铁锂电芯100pcs；
②将已预充的电芯在室温下用分容测试柜以1C倍率进行分容，恒流放电至2.0V，搁置15min，恒流恒压充电至3.65V，截止电流0.03C，搁置10min，循环1.5次以最后一次放电容量为电池实际容量，选出容量在5100-5150mAh，平台时间在46min以上，充电恒流比为90％-95％的电芯；
③将步骤②选出的不带电电芯在45℃环境中搁置10天，然后在室温下搁置24h后测电压内阻，剔除电压低于2.8V，内阻大于9mΩ的电芯，选出电压在3.0-3.15V，内阻在9mΩ以下的20pcs电芯进行配组；
④将选好的电芯用均衡柜均衡15min后，组装成5串4并的模块，静态下用万用表测各串开路电压，若各单串之间最大静态压差不超过50mV，则可进行常温下1C循环测试；反之，则重新均衡直到各单串之间最大静态压差不超过50mV；
⑤常温下循环测试，1C恒流放电，总压保护12.5V，单串保护2.5V，搁置15min，1C恒流充电，总压保护19.5V，单串保护3.9V，搁置15min，循环50次，循环结束后搁置2h，全检PCB板，记录每次循环各串之间的最大压差，及充放电容量。

Claims (5)

1.一种锂离子动力电池配组方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)挑选同一批次、同一型号、同一材料体系的电芯进行充放电测试，去除平台时间和充电恒流比不合格的电芯；
(2)取大于下限容量的电芯为合格电芯，并按一定容量范围M分为N档，按一定的充电恒流比分为P档；
(3)将不带电的电芯在T1℃环境中搁置t1天，然后在室温下静置t2h；
(4)测电压内阻，去除电压降和内阻超过一定范围的电芯，将容量、充电恒流比为同一档的电芯按一定的电压范围分为Q档；
(5)将容量、电压、充电恒流比分别为同一档的合格电芯进行配组。
2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池配组方法，其特征在于所述步骤(2)中一定的充电恒流比步长为2％～6％。
3.根据权利要求1所述的锂离子动力电池配组方法，其特征在于所述步骤(2)中一定的容量范围M为50～500mAh。
4.根据权利要求1所述的锂离子动力电池配组方法，其特征在于所述步骤(3)中T1为40℃～65℃，t1可以为3～10天，静置时间可以为2～24小时。
5.根据权利要求1所述的锂离子动力电池配组方法，其特征在于所述步骤(4)中一定范围的电压降是通过设定下限电压来实现的。
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