CN110496799A - 高效化成分辨异常电芯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效化成分辨异常电芯的方法，特别涉及锂离子电池领域，包括：S1、注液后电芯的搁置电压检测：对注液后搁置的电芯每隔时间T进行电压检测，记录检测数据并根据检测数据做出I‑MR控制图，判断并筛选出异常电芯；S2、d(dQ/dV)/dV‑V曲线绘制：在化成中实时通过d(dQ/dV)/dV‑V曲线的绘制，及时判断并筛选出异常电芯；S3、化成结束后电芯的电压、内阻、容量检测：化成结束后对电芯的电压、内阻、容量进行检测，判断并筛选出异常电芯。本发明能够将涉及到化成这个工序的各个细节做到极致，保证流转到后续工序中没有异常电芯，不仅提高了筛选效率，节约了后续工序的成本，同时也保证了电芯的一致性。

Description

高效化成分辨异常电芯的方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其是涉及一种高效化成分辨异常电芯的方法。

背景技术

在锂离子电池生产过程中一般都要经过化成老化、分容老化等工序进行异常电芯的筛选，而采用这些工序不仅用时长，而且消耗成本高，这就需要找到一种在化成这个工序就能判断电芯是否异常的方法。现有技术中通常仅涉及到化成或分容老化后，用K值进行异常品的判断，此种方法虽然简单，但是判断的效率较低，很难保证对于电芯一致性的选择。因此，急需找到一种高效且在化成工序便可分辨出异常电芯的方法，为今后电芯的一致性提供保证。

现有技术中挑选锂离子电池化成、分容异常品的方法，只是对锂离子电池做了化成老化、分容老化后的电压进行测量筛选，以此作为电芯异常筛选的条件，从而节省化成后续的工作及成本。如公开号为CN108172918A的中国发明专利申请，公开了一种锂电池快速化成分容方法，其包含以下步骤：

①化成：注入电解液后的锂电池经静置后进行化成，化成过程中记录锂电池充电至截止电压3.6～3.7V所需的化成充电时间t和充电容量C1，然后检测锂电池的电压V1；

②老化：将化成后的锂电池再次静置后，检测其电压V2；

③自放电筛选：采用压差测试来筛选出自放电合格的锂电池，即电压压差ΔV＜5mV；

④分容：对锂电池进行充电和放电操作，记录充电容量C2和放电容量C3；

⑤初筛：分别对经步骤③处理后的所有锂电池进行重量与内阻的检测，并选出重量和内阻均合格的锂电池为初合格锂电池；

⑥分档：计算出所有初合格锂电池的化成充电时间t2的平均值t和标准差σ，当同时满足以下标准的锂电池则为合格的锂电池：

a：锂电池的化成充电时间t＝T±(3～6)σ；

b：(88～92％)*C1+C3＝(100～110％)*标称容量，且C2＝(95％～105％)*C3；

c：电池电压变化ΔV＝V1-V2小于＜5mV。

然而采用上述方法的缺陷是，该方法只是对于化成后的电压差、容量进行数据收集，并根据收集到的数据进行筛选，并未将化成工序中的各个细节做完全，难以保证电芯的一致性。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效化成分辨异常电芯的方法，能够将涉及到化成这个工序的各个细节做到极致，保证流转到后续工序中没有异常电芯，不仅提高了筛选效率，节约了后续工序的成本，同时也保证了电芯的一致性。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高效化成分辨异常电芯的方法，包括以下步骤：

S1、注液后电芯的搁置电压检测：对注液后搁置的电芯每隔时间T进行电压检测，记录检测数据并根据检测数据做出I-MR控制图，判断并筛选出异常电芯；

S2、d(dQ/dV)/dV-V曲线绘制：在化成中实时通过d(dQ/dV)/dV-V曲线的绘制，及时判断并筛选出异常电芯；

S3、化成结束后电芯的电压、内阻、容量检测：化成结束后对电芯的电压、内阻、容量进行检测，判断并筛选出异常电芯。

通过采用上述技术方案，实现了对电芯在注液后至化成结束整个过程的异常检查和筛选，从而能够将涉及到化成这个工序的各个细节做到极致，保证流转到后续工序中没有异常电芯，不仅提高了筛选效率，节约了后续工序的成本，同时也保证了电芯的一致性。

进一步的，步骤S1的具体步骤包括：

S11、选取注液后搁置的电芯，通过电压测试仪器每隔时间T测量所选电芯的电压，并对测量数据进行记录；

S12、将S11中获取的测量数据录入计算机中，利用Minitab软件做出I-MR控制图，通过I-MR控制图判断并筛选出异常电芯。

通过采用上述技术方案，实现在注液后到化成之间对电芯异常的判断和挑选，填补现有技术中只能在化成后对电芯进行异常判断的空白，提升了对电芯检测的精准性，极大地节约了后续工序的成本，且检测方式简单，判断效果高，实验成本较低。

进一步的，在步骤S11中时间T的范围为15分钟～90分钟。

通过采用上述技术方案，确保检测数据的精准性和合理性。

进一步的，在步骤S12中对电芯电压异常的筛选标准为±(2.5～5)毫伏。

通过采用上述技术方案，以保证判断的准确性。

进一步的，在步骤S2中电压dQ和容量dV按每2～10秒的间隔时间进行收集并绘制曲线。

通过采用上述技术方案，为判断电芯异常提供充足的检测数据，保证判断的准确性和一致性。

进一步的，在步骤S2中判断电芯异常的标准为所绘制d(dQ/dV)/dV-V曲线中的点的值大于或者小于d(dQ/dV)/dV-V曲线的平均值的5％。

通过采用上述技术方案，实现对化成中异常电芯的判断和筛选。

进一步的，在步骤S3中，若电芯的电压、内阻、容量同时满足以下标准，则判断为异常电芯：

a.电压在平均值的±5毫伏以内；

b.内阻在平均值的±0.05毫欧以内；

c.容量在平均值的±0.2％以内。

通过采用上述技术方案，实现对化成后异常电芯的判断和筛选，从而保证流转到后续工序中没有异常电芯，不仅节约了后续工序的成本，同时也保证了电芯的一致性。

综上所述，本发明的有益技术效果为：实现了对电芯在注液后至化成结束整个过程的异常检查和筛选，从而能够将涉及到化成这个工序的各个细节做到极致，保证流转到后续工序中没有异常电芯，不仅提高了筛选效率，节约了后续工序的成本，同时也保证了电芯的一致性。

附图说明

图1是本发明的方法流程示意图；

图2是本发明S1的方法流程示意图；

图3是本发明的电芯在注液后电压的I-MR控制图；

图4是本发明的电芯在注液后搁置1小时(60分钟)电压的I-MR控制图；

图5是本发明的电芯在注液后搁置2小时(120分钟)电压的I-MR控制图；

图6是本发明的电芯在注液后搁置8小时(480分钟)电压的I-MR控制图；

图7是本发明的d(dQ/dV)/dV-V曲线的模型图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，本发明公开的一种高效化成分辨异常电芯的方法，包括以下步骤：

S1、注液后电芯的搁置电压检测：对注液后搁置的电芯每隔时间T进行电压检测，记录检测数据并根据检测数据做出I-MR控制图，判断并筛选出异常电芯。具体的，参照图2，步骤S1的具体步骤包括：

S11、选取注液后搁置的电芯，通过电压测试仪器每隔时间T测量所选电芯的电压，并对测量数据进行记录；其中时间T的范围为15分钟～90分钟，本实施例中时间T为60分钟，即1个小时。测量数据包括搁置开始时的检测数据、每隔1小时且连续两个小时的检测数据以及搁置结束(搁置8小时)的检测数据，如表1所示。

表1：

S12、将S11中获取的测量数据录入计算机中，利用Minitab软件做出I-MR控制图，通过I-MR控制图判断并筛选出异常电芯；其中对电芯电压异常的筛选标准为±(2.5～5)毫伏；各时间点的I-MR控制图参照图3至图6。

从图3中可以看出，搁置开始时，各电芯均无异常；搁置1小时，序号为15的电芯为异常；搁置2小时，各电芯无异常；搁置8小时(搁置结束)，序号为5和10的电芯为异常。从而通过I-MR控制图将异常电芯筛选出来，将异常电芯进行解刨并且与对应的电压做数据分析。

S2、d(dQ/dV)/dV-V曲线绘制：在化成中实时通过d(dQ/dV)/dV-V曲线的绘制，及时判断并筛选出异常电芯；具体的，电压dQ和容量dV按每2～10秒的间隔时间进行收集并绘制曲线，判断电芯异常的标准为所绘制d(dQ/dV)/dV-V曲线中的点的值大于或者小于d(dQ/dV)/dV-V曲线的平均值的5％。本实施例中，参照图7，通过数据收集进行建模，在不同的电压段建立模型，然后电压在0～2.2V之间得出公式：y＝a*X^b，式中a＝8.44989E-26，b＝80.24022，根据公式判断，如果点不在该曲线则说明电芯异常，收集的数据如表2所示。此时再将异常电芯进行解刨查看，分析其SEI膜以此对先前的数据进行验证。

表2：

S3、化成结束后电芯的电压、内阻、容量检测：化成结束后对电芯的电压、内阻、容量进行检测，判断并筛选出异常电芯。具体的，若电芯的电压、内阻、容量同时满足以下标准，则判断为异常电芯：

a.电压在平均值的±5毫伏以内；

b.内阻在平均值的±0.05毫欧以内；

c.容量在平均值的±0.2％以内。

本发明采用以上方法，实现了对电芯在注液后至化成结束整个过程的异常检查和筛选，从而能够将涉及到化成这个工序的各个细节做到极致，保证流转到后续工序中没有异常电芯，不仅提高了筛选效率，节约了后续工序的成本，同时也保证了电芯的一致性。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高效化成分辨异常电芯的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、注液后电芯的搁置电压检测：对注液后搁置的电芯每隔时间T进行电压检测，记录检测数据并根据检测数据做出I-MR控制图，判断并筛选出异常电芯；

S2、d(dQ/dV)/dV-V曲线绘制：在化成中实时通过d(dQ/dV)/dV-V曲线的绘制，及时判断并筛选出异常电芯；

S3、化成结束后电芯的电压、内阻、容量检测：化成结束后对电芯的电压、内阻、容量进行检测，判断并筛选出异常电芯。

2.根据权利要求1所述的高效化成分辨异常电芯的方法，其特征在于，步骤S1的具体步骤包括：

S11、选取注液后搁置的电芯，通过电压测试仪器每隔时间T测量所选电芯的电压，并对测量数据进行记录；

S12、将S11中获取的测量数据录入计算机中，利用Minitab软件做出I-MR控制图，通过I-MR控制图判断并筛选出异常电芯。

3.根据权利要求2所述的高效化成分辨异常电芯的方法，其特征在于，在步骤S11中时间T的范围为15分钟～90分钟。

4.根据权利要求2所述的高效化成分辨异常电芯的方法，其特征在于，在步骤S12中对电芯电压异常的筛选标准为±（2.5～5）毫伏。

5.根据权利要求1所述的高效化成分辨异常电芯的方法，其特征在于：在步骤S2中电压dQ和容量dV按每2～10秒的间隔时间进行收集并绘制曲线。

6.根据权利要求1所述的高效化成分辨异常电芯的方法，其特征在于：在步骤S2中判断电芯异常的标准为所绘制d(dQ/dV)/dV-V曲线中的点的值大于或者小于d(dQ/dV)/dV-V曲线的平均值的5％。

7.根据权利要求1所述的高效化成分辨异常电芯的方法，其特征在于，在步骤S3中，若电芯的电压、内阻、容量同时满足以下标准，则判断为异常电芯：

a.电压在平均值的±5毫伏以内；

b.内阻在平均值的±0.05毫欧以内；

c.容量在平均值的±0.2％以内。