CN109738824A - 一种锂离子电池的化成测容方法 - Google Patents
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Abstract
一种锂离子电池的化成测容方法，涉及锂离子电池生产制造领域，在现有化成工序的作用下，可同步完成测试电池的最低容量数据，对比现有锂电池生产工序，使用电池化成测容的方法在化成后即可进行容量标识区分，标识区分后的电池，可不进行单独的分容工序来测试电池的容量数据，即可判定电池的容量大小是否合格，从而达到取消常规锂离子电池在生产制造流程中的分容工序，降低锂离子电池的制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池生产制造技术领域，具体涉及一种锂离子电池的化成测容方法。
背景技术
在锂电池生产过程中，需要激活电芯，然后对化成后的锂电池进行分类筛选，分出电芯等级。即对锂电池进行化成分容。由于化成分容的步骤流程复杂、周期长，且占用大量的设备和空间，循环充放电能耗巨大，即使采用能量回收，也有大量的能源浪费，造成电池成本升高。
但是现有的锂离子电池生产制造工艺往往将化成和测容分成两个独立的工序，将已完成注液活化的锂电池裸电芯在高温化成柜进行化成，达到“激活”锂电池的目的，无法对电池的容量进行判定，为了使锂电池达到能够实际使用的目的，还需要进行单独的分容工序对锂电池的容量进行分类和检测。化成工序完成后还需要进行分容上下柜检测电池的容量是否合格，从而增加了设备成本和人工成本。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种锂离子电池的化成测容方法，可以优化锂离子电池的制造工序，降低电池在分容工序的设备成本和人工成本，大大的降低了锂离子电池的制造成本。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种锂离子电池的化成测容方法,包括化成、测容和筛选三个主要步骤，具体包括以下步骤：
步骤1、将未充电的液态锂离子聚合物电池放置于高温夹具化成柜之中；
步骤2、搁置1min；
步骤3、恒流充电阶段；以恒定电流充电至截止电压U1＝3.0V；
步骤4、搁置2min；
步骤5、第一阶段充电；截止电压U2＝3.6V，截止电流A2＝0.02C，记录充电容量C1；
步骤6、搁置2min；
步骤7、第二阶段充电；截止电压U3＝3.95V，截止电流A3＝0.02C，记录总充电容量C2；
步骤8、搁置1min。
步骤9、将化成完成的锂离子电池进行放电，记录放电至截止电压U2＝3.6V时的分容放电量C3mAh，和完全放电时的总分容放电量C4mAh。
步骤10、换用多组锂离子电池重复步骤步骤1至步骤9。
步骤11、根据步骤10中记录的多组充电容量C1mAh、总充电容量C2mAh、分容放电量C3mAh、总分容放电量C4mAh来计算C1与C2之间的定量关系、C3与C4之间的定量关系。
步骤12、根据步骤11中得到的C1与C2之间的定量关系、C3与C4之间的定量关系来确定锂离子电池充电至3.6V时的合理电容量C0mAh；
步骤13、根据锂离子电池的3.6V充电容量、分容放电容量分别与C0与C4作对比来筛选出合格锂离子电池；并将不合格的锂离子电池转入二次加工工序。
进一步地，步骤3中恒定电流为0.2C，充电时间为15min。
进一步地，步骤5中的第一阶段充电充电电流为0.5C，充电时间为80min。
进一步地，步骤7的第二阶段充电中，充电电流为0.7C，充电时间90min。
进一步地，步骤12中，C1＝0.176*C2-1.171，C3＝0.189*C4-1.717。
进一步地，步骤13中，锂离子电池的3.6V充电容量≥C0、分容放电容量≥1800mAh的为合格产品，其余的为不合格产品。
本发明的有益效果：
本发明的一种锂离子电池的化成测容方法，在现有化成工序的前提下，根据锂离子电池完全充放电过程中的电容量与充放电至特定的电压时的电容量的关系，计算出充放电至特定电压时电池的标准充电电容量，通过比较分容后电池的实际充电电容量与标准值，并结合充电分容后的放电量，对分容锂离子电池是否合格进行判定。与现有技术相比，不需要单独的测容工序，优化锂离子电池的制造工序，降低电池在分容工序的设备成本和人工成本，大大的降低了锂离子电池的制造成本。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为实施例中锂离子电池的3.6V充电容量与总充电容量的关系图。
图2为实施例中锂离子电池的3.6V充电容量与分容放电容量的关系图。
图3为分容后锂离子电池3.6V充电容量和分容放电容量的分布区域图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
本发明的一种锂离子电池的化成测容方法，在现有的化成工序的前提下，实现了化成与判定分容后锂离子电池的容量是否合格同步进行。现有锂离子电池主要分为三大正极主材体系，分别为钴酸锂体系、三元体系、锰酸锂体系，其中钴酸锂体系和锰酸锂体系材料最为稳定，但三元体系中会有多种配比比例的三元材料，本方法主要针对三元材料体系的锂离子电池。与现有化成工序相同，仍然采用了高温夹具化成的方法。
具体步骤为：
步骤1、将未充电的液态锂离子聚合物电池放置于高温夹具化成柜之中；
步骤2、搁置1min；
步骤3、恒流充电阶段；以恒定电流充电至截止电压U1＝3.0V；
步骤4、搁置2min；
步骤5、第一阶段充电；截止电压U2＝3.6V，截止电流A2＝0.02C，记录充电容量C1；
步骤6、搁置2min；
步骤7、第二阶段充电；截止电压U3＝3.95V，截止电流A3＝0.02C，记录总充电容量C2；
步骤8、搁置1min。
步骤9、将化成完成的锂离子电池进行放电，记录放电至截止电压U2＝3.6V时的分容放电量C3mAh，和完全放电时的总分容放电量C4mAh。
以上为一个电池的化成步骤，为了保证数据的准确性，对一组多个锂离子电池重复以上过程，从而得出多组C1、C2、C3、C4。以C2为横坐标，C1为纵坐标，得到如图1所示的3.6V充电容量-总充电容量关系图，以C4为横坐标，C3为纵坐标得到如图2所示的3.6V充电容量-分容放电容量关系图。经过相关的数据处理，得到C2与C1存在相关度R2＝0.94的线性关系：C1＝0.176*C2-1.717，C4＝0.189+C3-1.717；考虑到充放电之间存在效率转换差异，以上差异属于正常的误差范围内。
现以容量标准≥1800mAh,最低效率放电93％的三元材料锂离子电池为例，由上述关系式得出充电至3.6V的最低容量C0＝0.176*(1800/.93)＝338.9282mAh,
或者C0＝0.189*(1800/.93)＝338.483mAh；
综上考虑，取C0＝339mAh。
最后，对分容后的锂离子电池测量分容放电总量C，以分容后的锂离子电池测量分容放电总量C为横坐标，3.6V充电容量为纵坐标，以横坐标＝1800mAh，纵坐标为339mAh将其划分为4个象限，则落入第一象限的分容后的锂离子电池为合格产品谜语为不合格产品，需将其转入二次处理工序。
本发明的一种锂离子电池的化成测容方法，在现有化成工序的前提下，根据锂离子电池完全充放电过程中的电容量与充放电至特定的电压时的电容量的关系，计算出充放电至特定电压时电池的标准充电电容量，通过比较分容后电池的实际充电电容量与标准值，并结合充电分容后的放电量，对分容锂离子电池是否合格进行判定。与现有技术相比，不需要单独的测容工序，优化锂离子电池的制造工序，降低电池在分容工序的设备成本和人工成本，大大的降低了锂离子电池的制造成本。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种锂离子电池的化成测容方法，包括其特征在于：包括以下步骤：
一、化成
步骤1、将未充电的液态锂离子聚合物电池放置于高温夹具化成柜之中；
步骤2、搁置1min；
步骤3、恒流充电阶段；以恒定电流充电至截止电压U1＝3.0V；
步骤4、搁置2min；
步骤5、第一阶段充电；截止电压U2＝3.6V，截止电流A2＝0.02C，记录充电容量C1；
步骤6、搁置2min；
步骤7、第二阶段充电；截止电压U3＝3.95V，截止电流A3＝0.02C，记录总充电容量C2；
步骤8、搁置1min。
二、测容
步骤9、将化成完成的锂离子电池进行放电，记录放电至截止电压U2＝3.6V时的分容放电量C3mAh，和完全放电时的总分容放电量C4mAh。
步骤10、换用多组锂离子电池重复步骤步骤1至步骤9。
步骤11、根据步骤10中记录的多组充电容量C1mAh、总充电容量C2mAh、分容放电量C3mAh、总分容放电量C4mAh来计算C1与C2之间的定量关系、C3与C4之间的定量关系。
步骤12、根据步骤11中得到的C1与C2之间的定量关系、C3与C4之间的定量关系来确定锂离子电池充电至3.6V时的合理电容量C0mAh；
三、筛选
步骤13、根据锂离子电池的3.6V充电容量、分容放电容量分别与C0与C4作对比来筛选出合格锂离子电池；并将不合格的锂离子电池转入二次加工工序。
2.如权利要求1所述的一种锂离子电池的化成测容方法，其特征在于：所述步骤3中恒定电流为0.2C，充电时间为15min。
3.如权利要求1所述的一种锂离子电池的化成测容方法，其特征在于：所述步骤5中的第一阶段充电充电电流为0.5C，充电时间为80min。
4.如权利要求1所述的一种锂离子电池的化成测容方法，其特征在于：所述步骤7的第二阶段充电中，充电电流为0.7C，充电时间90min。
5.如权利要求1所述的一种锂离子电池的化成测容方法，其特征在于：所述步骤12中，C1＝0.176*C2-1.171，C3＝0.189*C4-1.717。
6.如权利要求1所述的一种锂离子电池的化成测容方法，其特征在于：所述步骤13中，锂离子电池的3.6V充电容量≥C0、分容放电容量≥1800mAh的为合格产品，其余的为不合格产品。
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| CN (1) | CN109738824A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111883851A (zh) * | 2020-08-02 | 2020-11-03 | 江西安驰新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池从化成到配组的方法 |
| CN113839109A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-12-24 | 天能帅福得能源股份有限公司 | 一种快速对锂离子电池进行分容的方法 |
| CN113848480A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-28 | 广东恒翼能科技有限公司 | 锂电池分容工艺的放电总容量预测方法 |
| CN114019393A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-08 | 北京三缘聚科技有限公司 | 一种基于数据的电池容量预测方法及系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102097656A (zh) * | 2010-12-19 | 2011-06-15 | 重庆戴徕密客电源有限公司 | 大容量磷酸铁锂锂离子电池化成方法 |
| CN102324570A (zh) * | 2011-09-07 | 2012-01-18 | 惠州Tcl金能电池有限公司 | 一种锂离子电池及其化成方法、制备方法 |
| CN104577202A (zh) * | 2013-10-17 | 2015-04-29 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种高电压锂离子电池的化成方法、制备方法及电池 |
| CN106654420A (zh) * | 2015-10-28 | 2017-05-10 | 郑州比克电池有限公司 | 锂离子电池容量分选方法 |
| CN107768721A (zh) * | 2016-08-22 | 2018-03-06 | 万向二三股份公司 | 一种锂离子动力电池高效化成与分选方法 |
| CN108172918A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-06-15 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂电池快速化成分容方法 |
| CN108390091A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-08-10 | 保定风帆新能源有限公司 | 一种锂电池化成老化分容工艺 |
-
2018
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102097656A (zh) * | 2010-12-19 | 2011-06-15 | 重庆戴徕密客电源有限公司 | 大容量磷酸铁锂锂离子电池化成方法 |
| CN102324570A (zh) * | 2011-09-07 | 2012-01-18 | 惠州Tcl金能电池有限公司 | 一种锂离子电池及其化成方法、制备方法 |
| CN104577202A (zh) * | 2013-10-17 | 2015-04-29 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种高电压锂离子电池的化成方法、制备方法及电池 |
| CN106654420A (zh) * | 2015-10-28 | 2017-05-10 | 郑州比克电池有限公司 | 锂离子电池容量分选方法 |
| CN107768721A (zh) * | 2016-08-22 | 2018-03-06 | 万向二三股份公司 | 一种锂离子动力电池高效化成与分选方法 |
| CN108390091A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-08-10 | 保定风帆新能源有限公司 | 一种锂电池化成老化分容工艺 |
| CN108172918A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-06-15 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂电池快速化成分容方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111883851A (zh) * | 2020-08-02 | 2020-11-03 | 江西安驰新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池从化成到配组的方法 |
| CN113839109A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-12-24 | 天能帅福得能源股份有限公司 | 一种快速对锂离子电池进行分容的方法 |
| CN113848480A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-28 | 广东恒翼能科技有限公司 | 锂电池分容工艺的放电总容量预测方法 |
| CN113848480B (zh) * | 2021-09-23 | 2022-08-23 | 广东恒翼能科技有限公司 | 锂电池分容工艺的放电总容量预测方法 |
| CN114019393A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-08 | 北京三缘聚科技有限公司 | 一种基于数据的电池容量预测方法及系统 |
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