CN110542864A - 一种锂离子电池自放电率热力学检测方法 - Google Patents

一种锂离子电池自放电率热力学检测方法 Download PDF

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李世明
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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池自放电率热力学检测方法，包括如下步骤，S1、获取待测型号电池在不同温度下的电池容量与标称容量百分比，计算出百分比与温度的关系曲线；S2、获取待测型号电池在达到热力学平衡后，不同温度下的电池开路电压，计算得到开路电压与温度的关系曲线；S3、将待测自放电率的电池充满电后，在在20±5℃气温中放置3天，测量开路电压V0，再放置28天，测试放置后的开路电压V1；S4、通过开路电压与温度曲线，分别读取V0、V1对应的温度T0、T1；S5、通过容量百分比与温度曲线，分别读取T0、T1对应的容量百分比C0、C1；S6、待测电池的自放电率即为(C0‑C1)/月。本发明自放电率计算方法简单，在静置后不需要进一步充放电测试。

Description

一种锂离子电池自放电率热力学检测方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子电池自放电率热力学检测方法。
背景技术
动力电池的储存、运输、使用等都需要考虑电池的自放电率。电动汽车动力电池性能的差异性，是影响电池组使用寿命的重要因素，如果单体配组后的容量和动态一致性等很好，那么自放电率的差异就是引起不一致的最重要内因了。按照QC 743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》方法，是根据标准要求充电后，在20±5℃气温中，以开路状态静置28天，然后在同一温度下以电池企业规定的电流放电到电池企业规定的电压，计算放电容量，得出自放电率。这种方法一是耗时很长；一是能耗大，必须要把静置后电池里面的电放光，再充电；一是测试准确度不高，因为电池相邻两次循环测得的容量也会有差异。于是初步简化的方法是按照规定标准要求充电后，在20±5℃气温中，以开路状态静置28天，每天测量电池的开路电压，计算电池电压每天的变化量，称为K值，如每天电压下降0.3mV。这种方法能够区分自放电率的大小，然而是一个间接的量。也有将几个电池与一个已知自放电率并联静置，然后测量电池间均衡电流的方法，通过均衡电流对28天的累计算出自放电电量，加上标准自放电率，得到待测电池的自放电率。这种方法需要准备标准自放电率的样品，和高精度的电流表，难以进行大规模的测量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种锂离子电池自放电率的测量方法，用于计算锂离子电池的自放电率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种锂离子电池放电率热力学检测方法，包括如下步骤，
S1、获取待测型号电池在不同温度下的电池容量与标称容量百分比，计算出百分比与温度的关系曲线；
S2、获取待测型号电池在达到热力学平衡后，不同温度下的电池开路电压，计算得到开路电压与温度的关系曲线；
S3、将待测自放电率的电池充满电后，在在20±5℃气温中放置3天，测量开路电压V0，再放置28天，测试放置后的开路电压V1；
S4、通过开路电压与温度曲线，分别读取V0、V1对应的温度T0、T1；
S5、通过容量百分比与温度曲线，分别读取T0、T1对应的容量百分比C0、C1；
S6、待测电池的自放电率即为(C0-C1)/月。
百分比与温度的关系曲线的计算方法包括：
选取与待测自放电率型号相同的多个电池典型样品；
在不同温度下测量典型样品的放电容量，得到放电容量与温度的对应关系；将放电容量除以标称容量后得到百分比与温度的对应关系，根据对应关系计算出百分比与温度的关系曲线。
将选定的典型样品充满电，在20±5℃气温中静置3天，使电池的开路电压达到热力学平衡；将电池置于恒温箱中，调节恒温箱的温度至选定的温度点，每个温度点静置2小时，读取电池的稳定电压值；根据温度点和电压值的关系绘制的到电池开路电压与温度的关系曲线。
本发明的优点在于：通过获取锂离子电池的两条关系曲线，通过测量锂离子电池静止前后的开路电压值，算出锂离子电池自放电率，计算出的自放电率数值准确，计算方法简单，在静置后不需要进一步充放电测试。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明测量方法流程图；
图2为本发明中不通温度下电池容量与室温电池容量的百分比曲线图的示意图；
图3为本发明开路电压与温度曲线图示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
一种锂离子电池放电率热力学检测方法，包括如下步骤，
步骤一、将待测自放电率的电池型号选取N个样品。
步骤二、在不同的温度下测量N块电池的放电容量。
步骤三、根据步骤二得到的数据计算出放电容量与标称容量百分比，得到温度与百分比之间的对应关系，然后通过数学拟合的方式求出电池容量百分比与温度的关系曲线。
步骤四、将选定的N个样品充满电，在20±5℃气温中静置3天，使电池的开路电压达到热力学平衡。
步骤五、将电池置于恒温箱中，调节恒温箱的温度至选定的温度点，每个温度点静置2小时，读取电池的稳定开路电压值。
步骤六、根据步骤五得到的数据，绘制电池开路电压与温度的曲线。
步骤七、将待测自放电率的电池按照规定充满电，在20±5℃气温中放置3天，测量开路电压V0电压，再放置28天，测试放置后的电压V1。
步骤八、根据步骤七的曲线，读出电池开路电压V0对应放置28天前的开路电压V1的温度T0、T1。
步骤九、根据步骤三的百分比与温度的曲线读取步骤八得到温度T0、T1下的容量百分比值C0、C1。根据自放电率Ds＝(C0-C1)/月算出该待测样品的自放电率。
以189*182*78软包三元锂离子电池自放电率的测量方法为例，计算自放电率的步骤如下：
步骤一、将待测自放电率的电池型号选取10个典型样品。
步骤二、在0至45℃温度范围内每隔5℃测量10块电池的放电容量。
步骤三、根据步骤二得到的数据得出如图1所示的电池容量百分比与温度的关系曲线，将得到的放电容量除以在室温下的放电容量得到容量百分比，这里室温容量代替标称容量，一般以室温所在25度测得的容量为电池此时的标称容量，然后得到百分比与温度的关系，通过数学拟合的方式得到关系曲线；
步骤四、将选定的10个样品充满电，在20±5℃气温中静置3天，使电池的开路电压达到热力学平衡。
步骤五、将电池置于恒温箱中，调节恒温箱的温度至选定的温度点，每个温度点静置2小时，读取电池的稳定电压值，这样就得到不同温度下对应的开路电压值。
步骤六、根据步骤五得到的数据通过数学等现有的曲线拟合方式绘制电池开路电压与温度的曲线，如图3。
步骤七、将待测自放电率的电池按照规定充满电，在20±5℃气温中放置3天，测量开路电压V0，再放置28天，测试放置后的电压V1。
步骤八、根据步骤七的曲线，读出电池开路电压V0对应放置28天前的开路电压V1的温度T0、T1。
步骤九、根据步骤三的图读取步骤八得到温度T0、T1下的容量百分比值C0、C1。根据自放电率Ds＝(C0-C1)/月，算出该待测样品的自放电率。
使用锂电池容量与温度的关系以及电压与温度的关系两条曲线，通过测量锂电池静置前后开路电压的值，算出锂离子电池自放电率，计算方法简单且不需要在进行充放电操作，节省时间。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种锂离子电池自放电率热力学检测方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1、获取待测型号电池在不同温度下的电池容量与标称容量百分比，计算出百分比与温度的关系曲线；
S2、获取待测型号电池在达到热力学平衡后，不同温度下的电池开路电压，计算得到开路电压与温度的关系曲线；
S3、将待测自放电率的电池充满电后，在在20±5℃气温中放置3天，测量开路电压V0，再放置28天，测试放置后的开路电压V1；
S4、通过开路电压与温度曲线，分别读取V0、V1对应的温度T0、T1；
S5、通过容量百分比与温度曲线，分别读取T0、T1对应的容量百分比C0、C1；
S6、待测电池的自放电率即为(C0-C1)/月。
2.如权利要求1所述的一种锂离子电池自放电率热力学检测方法，其特征在于：百分比与温度的关系曲线的计算方法包括：
选取与待测自放电率型号相同的多个电池典型样品；
在不同温度下测量典型样品的放电容量，得到放电容量与温度的对应关系；将放电容量除以标称容量后得到百分比与温度的对应关系，根据对应关系计算出百分比与温度的关系曲线。
3.如权利要求1所述的一种锂离子电池自放电率热力学检测方法，其特征在于：将选定的典型样品充满电，在20±5℃气温中静置3天，使电池的开路电压达到热力学平衡；将电池置于恒温箱中，调节恒温箱的温度至选定的温度点，每个温度点静置2小时，读取电池的稳定电压值；根据温度点和电压值的关系绘制的到电池开路电压与温度的关系曲线。
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