CN107039699A - 提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法，它包括：对电池进行筛选后，对电池单体进行容量一致性的化成处理，最后测量上述电池单体的容量、电压和内阻性能指标并记录备用，本发明的提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法不能从本质上修复或者提升电池活性，只是通过特有的化成工艺消除电子假性疲劳，提升电子表层活性，恢复电子和电芯的真实性能；该方法在国内外尚属首次，用本发明的方法处理的电池单体的指标一致性从40％提升到85％，在业内属于领先的水平，通过本技术处理，旧动力锂电池的容量一致性大大提升，二次利用时候的配组率和使用率，可以提高将近一倍。

Description

提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法

技术领域

本发明涉及了旧电池的再次利用，特别是涉及了新能源车上所使用旧硬壳动力锂电池的再次利用的方法，即提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法。

背景技术

动力锂电池，是指新能源汽车(目前仅指工信部公告公布的新能源车)用锂离子电池，一般单体较大，除个别圆柱形性锂电池外，基本都在10安时以上，大的有500安时的单体。要求倍率好、放电好，要求比能量和能量密度都比较好以节省新能源车的重量和体积。尤其是要求此类锂电池在容量、电压、内阻以及放电方面有较好的一致性，以满足新能汽车对锂电池组规模配租使用的要求。新能源汽车对锂电池的使用，是多只锂电池组合在一起，先由单体组成小模组，再由小模组组成电池组(电池系统)，使用单只锂电池较多的，例如使用圆柱18650电池的，一台车大约要使用7000多只，甚至上万只锂电池单体，使用单体只数少的，每台车也有几百只。这种使用情况，要求锂电池单体之间要有很好的一致性，即前述的各项性能指标的差别越小越好。否则，会对新能源汽车在锂电池组的使用过程中的效能、寿命和安全性都造成较大的影响。因此，一致性是成组使用锂电池一个基本的也是极为重要的一个要求，手机等单只使用锂电池不存在一致性的要求，数码产品少数单只成组使用锂电池，对一致性要求也很低。这是新能源车和大规模储能这些领域，对锂电池一个较为特殊的要求。

国家目前对新能源汽车的动力锂电池的技术标准要求，都是以其容量不低于80％为前提的，比如，要求锂电池的使用寿命达到8年或者12万公里，这些都是在锂电池的容量还有不少于80％的基础上的。如果锂电池在8年或者12万公里(一般对锂电池的质保承诺，以先到为准)容量低于80％，那说明锂电池质量是有问题的。也就是说，正常情况下，动力锂电池在产品达到寿命周期后，容量应该还剩余80％，这就给动力锂电池的二次利用提供了非常好的基础。因此，当随着新能源汽车的推广和普及，动力锂电池使用的量急剧扩大，那么接下来的就会面临动力锂电池的回收问题，回收的动力锂电池是可以二次进行利用的，二次利用主要是储能方面。储能对锂电池的应用也是规模使用，也就是使用的时候是很多只组合在一起使用，同样也和新能源汽车对锂电池的使用一样，面临配组和一致性问题，因此，动力锂电池的二次利用，一致性是个非常重要的问题，一致性不好，不能配组，就会利用率特别低，影响使用效率。即使勉强使用了，由于一致性不好，对于使用的效能、寿命和安全，都会有影响。而动力锂电池经过在新能源汽车上的使用，其一致性都会降低，为二次使用带来障碍，影响利用率，从而影响动力锂电池二次利用的企业的效益。

发明内容

本申请的发明目的在于提供一种电池容量一致性的动力锂电池，即对回收后旧硬壳动力锂电池进行处理，来提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法。

为了完成本申请的发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法，它包括以下步骤：

(一)、对电池进行筛选，它包括以下步骤：

(a)在接收电池组后，先对电池组的外观进行观察，当电池组的外观有物理性伤害时，则该电池组被淘汰，当电池组的外观没有物理性伤害时，则该电池组进行步骤(b)；

(b)测量电池组的容量，如果电池组的容量低于其额定电池组的容量的50％，该电池组被淘汰，如果电池组的容量高于其额定电池组的容量的50％，则该电池组进行步骤(c)同时记录该电池组的容量比；

(c)、将上述电池组拆解为模组，观察每个模组是否有物理性伤害，如果有，则被淘汰，如果没有，则该模组进行步骤(d)；

(d)将上述模组拆解为电池单体，观察每个电池单体是否有物理性伤害，如果有，则被淘汰，如果没有，则该电池单体进行步骤(e)；

(e)测量电池单体以下性能：初始容量、初始电压和初始内阻；当电池单体的初始容量、初始电压和初始内阻不满足以下条件之一者被淘汰，当电池单体满足以下三个条件者进行步骤(二)，

(1)、电池单体容量高于50％的原额定电池单体容量；

(2)、(电池单体电压-原额定电池单体电压)/电池单体电压＜±25％；

(3)、(电池单体内阻-原额定电池单体内阻)/电池单体内阻＜250％；

(二)对电池单体进行容量一致性的化成，它包括以下步骤：

(f)对电池单体进行放电，直到电池单体的电量不能放出为止，然后充满后再放光，循环三次，最后充满；

(g)将上述的电池单体在30-50℃和常压下静置3-5个小时后，测得电池单体的实际容量，当(电池单体的实际容量-电池单体的标准容量)/电池单体的标准容量＞±20％的电池单体并且(电池单体的实际容量-电池单体的初始容量)＝0的电池单体被淘汰，其中：电池单体的标准容量＝原额定电池单体容量*该电池组的容量比；其余电池单体放光电后继续进行步骤(h)；

(h)将上述电池单体在30-50℃、0.5-0.9大气压的真空和倍率为0.2-0.5C的条件化成至充满，然后放电至不能放出，充满再放电，循环3-6次；

(i)将上述电池单体在20-30℃、常压和倍率为0.2-0.5C的条件化成至充满，然后在20-30℃的温度下静置6-10小时后，放电至不能放出，然后充满后，再放光，循环三次，再充满；

(j)测量上述电池单体的容量、电压和内阻性能指标并记录备用；

本发明的提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法，其中：所述步骤(a)中的物理性伤害是指电池组的外观有切入性划痕或者导致外观变形的损伤；

本发明的提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法，其中：所述步骤(c)中的物理性伤害是指模组的外观有切入性划痕或者导致外观变形的损伤。

本发明的提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法，其中：所述步骤(d)中的物理性伤害是指电池单体外观有切入性划痕、导致外观变形的损伤、漏液或折损。

本发明的提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法与现有的处理方法相比具有以下优点：

1、未经此处理的电池单体，能达到储能配组一致性要求的电池单体在45％左右(按照组差100毫安，配组率在55％左右，按照组差在50毫安，配组率在35％左右)；而经过本发明处理后的电池单体容量一致性可以达到80％以上(组差100毫安，配组率可以达到85％，组差50毫安，配组率可以达到75％)；

2、本发明的提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法不能从本质上修复或者提升电池活性，只是通过充放电消除电子假性疲劳，提升电子表层活性，恢复电子和电芯的真实性能；

3、本发明的提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法在国内外尚属首次，用本发明的方法处理的电池单体的指标一致性从40％提升到85％，在业内属于领先的水平。

4、通过本技术处理，旧动力锂电池的容量一致性大大提升，二次利用时候的配组率和使用率，可以提高将近一倍。为动力锂电池的二次利用提供了捷径，也为这类企业控制成本、提高效益奠定了非常好的基础。

5、动力锂电池在新能源汽车大规模推广之前，基本是不存在的。目前随着新能源汽车的大规模推广，其锂电池的回收和二次利用将形成一个新的产业，未来具有巨大的市场和广阔的前景，在我们领先技术的带动下，必将迎来一个美好的明天。

具体实施方式

本发明的一种提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法，它包括以下步骤：

(一)、对电池进行筛选，它包括以下步骤：

(a)在接收电池组后，先对电池组的外观进行观察，当电池组的外观有物理性伤害时，则该电池组被淘汰，其中物理性伤害是指电池组的外观有切入性划痕或者导致外观变形的损伤；当电池组的外观没有物理性伤害时，则该电池组进行步骤(b)；

(b)测量电池组的容量，如果电池组的容量低于其额定电池组的容量的50％，该电池组被淘汰，如果电池组的容量高于其额定电池组的容量的50％，则该电池组进行步骤(c)同时记录该电池组的容量比；

(c)、将上述电池组拆解为模组，观察每个模组是否有物理性伤害，如果有，则被淘汰，其中物理性伤害是指模组的外观有切入性划痕或者导致外观变形的损伤，如果没有，则该模组进行步骤(d)；

(d)将上述模组拆解为电池单体，观察每个电池单体是否有物理性伤害，如果有，则被淘汰，其中物理性伤害是指电池单体外观有切入性划痕、导致外观变形的损伤、漏液或折损，如果没有，则该电池单体进行步骤(e)；

(e)测量电池单体以下性能：初始容量、初始电压和初始内阻；当电池单体的初始容量、初始电压和初始内阻不满足以下条件之一者被淘汰，当电池单体满足以下三个条件者进行步骤(二)，

(1)、电池单体容量高于50％的原额定电池单体容量；

(2)、(电池单体电压-原额定电池单体电压)/电池单体电压＜±25％；

(3)、(电池单体内阻-原额定电池单体内阻)/电池单体内阻＜250％：

(二)对电池单体进行容量一致性的化成，它包括以下步骤：

(f)对电池单体进行放电，直到电池单体的电量不能放出为止，然后充满后再放光，循环三次，最后充满；

(g)将上述的电池单体在30-50℃和常压下静置3-5个小时后，测得电池单体的实际容量，当(电池单体的实际容量-电池单体的标准容量)/电池单体的标准容量＞±20％的电池单体并且(电池单体的实际容量-电池单体的初始容量)＝0的电池单体被淘汰，其中：电池单体的标准容量＝原额定电池单体容量*该电池组的容量比；其余电池单体放光电后继续进行步骤(h)；

(h)将上述电池单体在30-50℃、0.5-0.9大气压的真空和倍率为0.2-0.5C的条件化成至充满，然后放电至不能放出，充满再放电，循环3-6次；

(i)将上述电池单体在20-30℃、常压和倍率为0.2-0.5C的条件化成至充满，然后在20-30℃的温度下静置6-10小时后，放电至不能放出，然后充满后，再放光，循环三次，再充满；

(j)测量上述电池单体的容量、电压和内阻性能指标并记录备用，完成了旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成处理。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (4)

1.一种提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法，它包括以下步骤：

(一)、对电池进行筛选，它包括以下步骤：

(a)在接收电池组后，先对电池组的外观进行观察，当电池组的外观有物理性伤害时，则该电池组被淘汰，当电池组的外观没有物理性伤害时，则该电池组进行步骤(b)；

(b)测量电池组的容量，如果电池组的容量低于其额定电池组的容量的50％，该电池组被淘汰，如果电池组的容量高于其额定电池组的容量的50％，则该电池组进行步骤(c)，同时记录该电池组的容量比；

(c)、将上述电池组拆解为模组，观察每个模组是否有物理性伤害，如果有，则被淘汰，如果没有，则该模组进行步骤(d)；

(d)将上述模组拆解为电池单体，观察每个电池单体是否有物理性伤害，如果有，则被淘汰，如果没有，则该电池单体进行步骤(e)；

(e)测量电池单体以下性能：初始容量、初始电压和初始内阻；当电池单体的初始容量、初始电压和初始内阻不满足以下条件之一者被淘汰，当电池单体满足以下三个条件者进行步骤(二)，

(1)、电池单体容量高于50％的原额定电池单体容量；

(2)、(电池单体电压-原额定电池单体电压)/电池单体电压＜±25％；

(3)、(电池单体内阻-原额定电池单体内阻)/电池单体内阻＜250％；

(二)对电池单体进行容量一致性的化成，它包括以下步骤：

(f)对电池单体进行放电，直到电池单体的电量不能放出为止，然后充满后再放光，循环三次，最后充满；

(g)将上述的电池单体在30-50℃和常压下静置3-5个小时后，测得电池单体的实际容量，当(电池单体的实际容量-电池单体的标准容量)/电池单体的标准容量＞±20％的电池单体并且(电池单体的实际容量-电池单体的初始容量)＝0的电池单体被淘汰，其中：电池单体的标准容量＝原额定电池单体容量*该电池组的容量比；其余电池单体放光电后继续进行步骤(h)；

(h)将上述电池单体在30-50℃、0.5-0.9大气压的真空和倍率为0.2-0.5C的条件化成至充满，然后放电至不能放出，充满再放电，循环3-6次；

(i)将上述电池单体在20-30℃、常压和倍率为0.2-0.5C的条件化成至充满，然后在20-30℃的温度下静置6-10小时后，放电至不能放出，然后充满后，再放光，循环三次，再充满；

(j)测量上述电池单体的容量、电压和内阻性能指标并记录备用。

2.如权利要求1所述的提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法，其特征在于：所述步骤(a)中的物理性伤害是指电池组的外观有切入性划痕或者导致外观变形的损伤。

3.如权利要求2所述的提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法，其特征在于：所述步骤(c)中的物理性伤害是指模组的外观有切入性划痕或者导致外观变形的损伤。

4.如权利要求3所述的提高旧硬壳动力锂电池容量一致性的化成方法，其特征在于：所述步骤(d)中的物理性伤害是指电池单体外观有切入性划痕、导致外观变形的损伤、漏液或折损。