CN109494412A

CN109494412A - 一种lfp锂离子电芯分容筛选方法

Info

Publication number: CN109494412A
Application number: CN201811286606.0A
Authority: CN
Inventors: 齐永成; 叶志林
Original assignee: Hefei Guoxuan High Tech Power Energy Co Ltd
Current assignee: Hefei Gotion High Tech Power Energy Co Ltd
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2019-03-19
Anticipated expiration: 2038-10-31
Also published as: CN109494412B

Abstract

一种LFP锂离子电芯分容筛选方法，可克服现有工艺筛选电芯一致性不高的技术问题。对待测电芯进行外观筛选然后放入分容柜，分容室温度为30±3℃；采取恒流恒压依次对待测电芯充放电，待测电芯活化停止；采用限压对待测电芯依次间断从大电流到小电流进行放电，使待测电芯处于放空状态；依次间断用小电流对待测电芯进行充电，使待测电芯在3.0V的SOC状态一致；把待测电芯下分容柜，在15‑24h之内，测量OCV3和OCR3，同时进行容量筛选；测OCV4和OCR4，进行k值计算，测试电芯厚度，参照k值和电芯厚度筛选电芯，筛选出合格电芯分档出库使用。本发明应用限压小电流充放电，保证电芯初始状态一致性更好，提高了电池组的循环性能及安全性能。

Description

一种LFP锂离子电芯分容筛选方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造技术领域，具体涉及一种LFP锂离子电芯分容筛选方法。

背景技术

锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长等优点已成为车用动力电池的主流选择。随着电池制造工艺越来越成熟，各厂家竞争越来越激烈，电池组合的一致性好坏对于提高产品质量、降低生产成本尤其重要。

电芯一致性，主要包括初始容量，初始电压，自放电率，初始内阻，满电厚度，空电态厚度，电芯重量，容量衰减率，内阻增长率，电芯充放电温升等。

目前锂电池行业，产线筛选电池一致性依据初始容量，初始电压，自放电率，初始内阻，空电态厚度，电芯重量参数。之前的分容筛选方案，在分容周期上有一定的缩短，但电池初始状态一致性不是那么完美，筛选出部分电芯进行二次分容满足筛选要求，同时现有采用一步较大电流放电完就结束分容，电芯在空电态放置时间不能太长，放置时间太长出现电芯胀气现象，电芯厚度超标和电性能衰减严重，造成人力、物力和资源的浪费，成本的提高。

发明内容

本发明提出的一种LFP锂离子电芯分容筛选方法，可克服现有工艺的筛选的电芯一致性不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种LFP锂离子电芯分容筛选方法，包括：

所述分容具体步骤如下：

（1）将产线上封口后清洗干净的电芯，进行外观检查筛选；

（2）外观筛选合格电芯放入分容托盘，扫托盘编码和电芯条码，上分容柜，分容室温度30±3℃；

（3）以一定的电流采取恒流恒压充电，所述电流为0.2～0.3C，限压3.65V，限流0.01C-0.02C mA，限时180min；

（4）搁置3-5min；

（5）以一定的电流放电，所述电流为0.6-0.7C，截止电压为2.0V，限时120min；

（6）搁置3-5min；

（7）以一定的电流采取恒流恒压充电，所述电流为0.6-0.7C，限压3.65V，限流0.01C-0.02C mA,限时130min；

（8）搁置3-5min；

（9）以一定的电流放电，所述电流为0.6-0.7C，限压2.0V，限时120min；

（10）搁置30-60min；

（11）以一定的电流放电，所述电流为0.1C，限压2.0V，限时40min；

（12）搁置5-30min；

（13）以一定的电流放电，所述电流为0.05C，限压2.0V，限时30min；

（14）搁置5-30min；

（15）以一定的电流采取恒流恒压充电，所述电流为0.1C，限压3.0V，限流0.01C-0.02CmA，限时40min；

（16）搁置10-20min

（17）以一定的电流采取恒流恒压充电，所述电流为0.05C，限压3.0V，限流0.01C-0.02CmA，限时30min；

（18）下分容柜。

所述分档筛选具体步骤如下：

（1）下柜电芯15-24h之内，测OCV3和OCR3，同时进行容量筛选;

（2）常温搁置7天；

（3）测OCV4和OCR4，进行k值计算，参照k值筛选电芯；对不合格电芯进行二次分容和自放电筛选；

（4）对电芯厚度进行测试筛选；

（5）筛选出合格电芯分A,B档出库使用。

由上述技术方案可知：

步骤3到7，其目的是对待测电芯进行活化，其中第3步采用小电流0.2-0.3C进行恒压恒流充电，采用小电流减小电芯在第一次充满电过程中极化。

步骤8到13，其目的是让电芯处于放空状态，先采用电流0.6-0.7C，限压2.0V进行放电，为了缩短时间，提高效率，也不损伤电芯性能；采用较大电流放电，电芯内部极化大，不同电芯有差异，导致放电至2.0V放空状态是不一致的，采用搁置时间和小电流0.1C、0.05C进行放电，降低极化，2.0V放空状态放电完全，对电芯性能不影响。现有很多相关技术采用一步较大电流放电完就结束分容，后来发现：a、电芯在空电态放置时间不能太长，放置时间太长出现电芯出现胀气现象，电芯厚度超标和电性能衰减严重；b、对后续分档K值筛选不利，一步大电流结束，电芯极化差异大，每个电芯起始状态有差异。

步骤14到17，其目的是使电芯在3.0V的SOC状态一致，采用搁置和小电流0.1C、0.05C充电方法，能够有效降低电芯极化，让电芯在3.0V的SOC状态一致更好，有利于K值得筛选以及后工段pack配组。在3.0V的SOC状态，电芯胀气率很小，满足生产需求，在3.0V电压状态，电芯周转也比较安全，整合考虑采用3.0V深度分容工艺。

综上，本发明的LFP锂离子电芯分容筛选方法针对电芯一致性和电芯放置问题，在分容上采用3.0V深度充放电分容工艺，能够有效筛选出一致性好的电芯，应用限压小电流充放电，保证电芯初始状态一致性更好，给后续筛选提供有利前提条件，有效规避不合格电芯流入PACK工序，引起质量事件；同时3.0V的SOC状态电芯有较长的放置时间，对其外观和电性能影响较小，兼顾电芯运输周转问题；该方法操作方便、保证一致性，提高了电池组的循环性能及安全性能。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例一所述的LFP锂离子电芯分容筛选方法，包括以下步骤：

S100、对待测电芯进行外观筛选；

S200、把外观筛选合格的待测电芯放入分容柜，分容室温度为30±3℃；

S300、采取恒流恒压依次对待测电芯充放电，待测电芯活化停止，搁置若干分钟；

S400、步骤S300之后采用限压对待测电芯依次间断从大电流到小电流进行放电，使待测电芯处于放空状态，搁置若干分钟；

S500、步骤S400之后依次间断用小电流对待测电芯进行充电，使待测电芯在3.0V的SOC状态一致；

S600、步骤500之后，把待测电芯下分容柜，在15-24h之内，测量OCV3和OCR3，同时进行容量筛选，然后搁置若干天；

S700、步骤600之后，测OCV4和OCR4，进行k值计算，测试电芯厚度，参照k值和电芯厚度筛选电芯，筛选出合格电芯分档出库使用。

具体通过实例来说明：

实例1

一种方型铝壳30Ah电芯分容筛选方法，包括分容和分档步骤：

分容具体步骤如下：

（1）将产线上清洗干净的电芯，进行外观检查筛选；

（2）外观筛选合格电芯放入分容托盘，扫托盘编码和电芯条码，上分容柜，分容室温度控制在30±3℃；

（3）搁置5min；

（4）以一定的电流采取恒流恒压充电，所述电流为9000mA，限压3.65V，限流500 mA,限时180min；

（5）搁置5min；

（6）以一定的电流放电，所述电流为18500mA，截止电压为2.0V，限时120min；

（7）搁置5min；

（8）以一定的电流采取恒流恒压充电，所述电流为18500mA，限压3.65V，限流500 mA,限时130min；

（9）搁置5min；

（10）以一定的电流放电，所述电流为18500mA，限压2.0V，限时120min；

（11）搁置30min；

（12）以一定的电流放电，所述电流为3000mA，限压2.0V，限时40min；

（13）搁置10min；

（14）以一定的电流放电，所述电流为1500mA，限压2.0V，限时30min；

（15）搁置5min；

（16）以一定的电流采取恒流恒压充电，所述电流为3000mA，限压3.0V，限流500 mA，限时40min；

（17）搁置10min

（18）以一定的电流采取恒流恒压充电，所述电流为1500mA，限压3.0V，限流500 mA，限时30min；

（19）下分容柜。

所述分档筛选具体步骤如下：

1)下柜电芯15-24h之内，测OCV3和OCR3，同时进行容量筛选;

2)常温搁置7天；

3)测OCV4和OCR4，进行k值计算，K值和OCR4筛选电芯；对不合格电芯进行二次分容和自放电筛选；

4)对电芯厚度进行测试筛选；

5)筛选出合格电芯分A,B档出库使用。

实例2

一种方型铝壳27Ah电芯分容筛选方法，包括分容和分档步骤：

分容具体步骤如下：

（1）将产线上清洗干净的电芯，进行外观检查筛选；

（3）搁置5min；

（4）以一定的电流采取恒流恒压充电，所述电流为6000mA，限压3.65V，限流500 mA，限时180min；

（5）搁置5min；

（6）以一定的电流放电，所述电流为18500mA，截止电压为2.0V，限时70min；

（7）搁置5min；

（8）以一定的电流采取恒流恒压充电，所述电流为18500mA，限压3.65V，限流500 mA，限时130min；

（9）搁置5min；

（10）以一定的电流放电，所述电流为18500mA，限压2.0V，限时100min；

（11）搁置60min；

（12）以一定的电流放电，所述电流为2700mA，限压2.0V，限时60min；

（13）搁置30min；

（14）以一定的电流放电，所述电流为1350mA，限压2.0V，限时60min；

（15）搁置30min；

（16）以一定的电流采取恒流恒压充电，所述电流为2700mA，限压3.0V，限流500 mA,限时80min；

（17）搁置20min

（18）以一定的电流采取恒流恒压充电，所述电流为1350mA，限压3.0V，限流500 mA,限时80min；

（19）下分容柜。

所述分档筛选具体步骤如下：

1)下柜电芯15-24h之内，测OCV3和OCR3，同时进行容量筛选;

2)常温搁置7天；

3)测OCV4和OCR4，进行k值计算，参照k值和OCR4筛选电芯；对不合格电芯进行二次分容和自放电筛选；

4)对电芯厚度进行测试筛选；

5)筛选出合格电芯分A,B档出库使用。

由上可知本发明实施例的一种LFP锂离子电芯分容筛选方法，其创新点在于采用3.0V深度充放电分容工艺，筛选出容量合格电芯；进行搁置，剔除自放电大，厚度变化大的电芯，筛选出一致性更高的电芯。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种LFP锂离子电芯分容筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、对待测电芯进行外观筛选；

2.根据权利要求1所述的LFP锂离子电芯分容筛选方法，其特征在于，所述步骤S300还包括：

S301、以电流为0.2～0.3C，限压3.65V，限流0.01C-0.02C mA，限时180min，对待测电芯采取恒流恒压充电；搁置若干分钟；

S302、以电流为0.6-0.7C，截止电压为2.0V，限时120min，对待测电芯放电，搁置若干分钟；

S303、以电流为0.6-0.7C，限压3.65V，限流0.01C-0.02C mA,限时130min，对待测电芯采取恒流恒压充电；搁置若干分钟。

3.根据权利要求2所述的LFP锂离子电芯分容筛选方法，其特征在于：所述步骤S400包括：

S401、以电流为0.6-0.7C，限压2.0V，限时120min，对待测电芯放电后搁置若干分钟；

S402、以电流为0.1C，限压2.0V，限时40min，对待测电芯放电后搁置若干分钟；

S403、以电流为0.05C，限压2.0V，限时30min，对待测电芯放电后搁置若干分钟。

4.根据权利要求3所述的LFP锂离子电芯分容筛选方法，其特征在于，所述步骤S500包括：

S501、以电流为0.1C，限压3.0V，限流0.01C-0.02C mA，限时40min，对待测电芯采取恒流恒压充电后，搁置10-20min；

S502、以电流为0.05C，限压3.0V，限流0.01C-0.02C mA，限时30min，对待测电芯采取恒流恒压充电。

5.根据权利要求1所述的LFP锂离子电芯分容筛选方法，其特征在于，所述步骤S700还包括对不合格电芯进行二次分容和自放电筛选。

6.根据权利要求1所述的LFP锂离子电芯分容筛选方法，其特征在于，所述步骤S300中使待测电芯搁置搁置3-5分钟。

7.根据权利要求1所述的LFP锂离子电芯分容筛选方法，其特征在于，所述步骤S400中使待测电芯搁置搁置5-30分钟。

8.根据权利要求1所述的LFP锂离子电芯分容筛选方法，其特征在于，所述步骤S600对待测电芯进行容量筛选后，然后常温搁置7天。