CN110808416A - 一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，包括以下步骤：S1：准备材料，准备套膜完成的电芯材料，准备电芯时检查材料是否完整；S2：充电静置，把准备好的电芯在一定的电流下进行充电32分钟，充电以后静置1分钟；S3：持续静置，把充电后的电芯材料放在静置区持续静置24小时；S4：OCV分选，在进行分选时电压可15～20mV一档，内阻差5mΩ一档。本发明通过改进现有的化成工艺，优化老化后电芯电压筛选方法来判定电芯容量是否合格，最终达到免去现有的分容工序，达到缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本的目的，且化成后的电池模组可直接用于电池包生产，从而实现规模化生产，提升生产速率。

Description

一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺。
背景技术
随着锂电池行业的发展，竞争行业越来越激烈，行业利润越来越低。各公司都在寻求方法，在保证锂电池质量的前提下，缩短电池生产时间，简化电池生产工艺，降低电池生产人力物力成本。目前市场上通用的锂电池容量筛选流程为：单体电芯经过化成后需要做分容，分容是将化成后的电池上检测柜充放电，按放电容量分档区分下柜；然后做老化，根据老化后电池状态出货。
其中分容过程需要人工上下柜，且上检测柜充放电时间较长，因此造成人工成本高、生产周期长，库存电池积压，并且分容设备所需投入资金量大，造成生产成本的增加，检测过程电力消耗巨大，不利于节能。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，包括以下步骤：
S1：准备材料，准备套膜完成的电芯材料，准备电芯时检查材料是否完整；
S2：充电静置，把准备好的电芯在一定的电流下进行充电32分钟，充电以后静置1分钟；
S3：持续静置，把充电后的电芯材料放在静置区持续静置24小时；
S4：OCV分选，在进行分选时电压可15～20mV一档，内阻差5mΩ一档；
S5：连接成电池模块，取同档位电芯材料置于电池支架内，然后使用镍片先并后串，连接成电池模块；
S6：串联电池模块，根据不同的需要把电池模块进行串联，方便后面的分容工作；
S7：分容工作，以0.3C恒流恒压充电至单体3.65V，截止电压3.65V，截止电流0.05C，静置10分钟，然后以0.5C恒流放电至单体2.60V，静置10分钟，最后以0.5C恒流充电1小时，静置30分钟；
S8：检测电压，化成分容后检测模组单串电压，模组间压差小于等于30mV的为合格，不合格的继续化成，将化成合格的模组在20-30℃的温度下做常温老化，老化时间为48小时-96小时；
S9：内阻监测，将老化后的电芯使用电压内阻测试仪监测模组开路电压，单串电压压差小于等于50mV的为合格。
作为本发明的进一步方案：所述S2中在对电芯充电时以0.05C恒流充电8分钟，0.1C恒流充8分钟，0.2C恒流充8分钟，0.3C恒流充8分钟，通过不同电流下进行充电来使得电芯逐渐适应更高电流下的充电工作，防止直接对其以高电流充电对其造成损坏，提高了电芯充电的安全性。
作为本发明的进一步方案：所述S2中包括充电模块、计时模块、控制模块和报警模块，计时模块包括计时器，控制模块包括处理器，处理器，充电模块包括变流充电器，报警模块包括报警灯，处理器的信号输入端通过信号线与计时器相连接，处理器的信号输出端通过信号线与变流充电器和报警灯相连接，在充电时变流充电器首先以0.05C的电流给电芯充电，在开始充电时计时器就开始计时，计时到8分钟时把信号传递给处理器，处理器控制变流充电器把电流从0.05C增加到0.1C，然后再充电8分钟，再通过处理器控制变流充电器变流到0.2C，以此类推，直至以0.3C的电流充电8分钟为止，这个时候计时器把信号传递给处理器，处理器控制变流充电器停止充电工作。
作为本发明的进一步方案：所述S3中在静置电芯材料时要保持周围环境的干燥，湿度应该在30-80％Rh。
作为本发明的进一步方案：所述S4中包括分选模块，分选模块包括电压计和电阻器，在对其分选时电压和电阻进行分开分档，在分选时，把不同规格的电芯防止在不同的收集盒中，通过OCV分选的设置能够把不同电压和内阻的电芯进行分类，防止性能相差较大的电芯进行组装影响后期电池的质量，提高了电池的使用寿命。
作为本发明的进一步方案：所述S7中通过变流充电器进行充电，在充电时观察电压器的显示数值，对其进行变流充电，而且充电结束后进行静置，通过静置的流程能够防止充电后电池模块过热，影响下一步的变流充电工作，对电池模块进行保护，通过分容的操作可以免单体电芯的分容工序，缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本。
作为本发明的进一步方案：所述S8中包括检测模块，检测模块包括电压表，电压表和报警灯相连接，在检测到模组不合格的时候发出警报继续化成，通过检测模块的设置能够对化成分容后的模组进行检测，防止压差过大的模组影响正常的实用，保证了模组的质量，使用起来更加安全。
作为本发明的进一步方案：所述S9中包括监测模块，监测模块包括电压内阻测试仪，电压内阻测试仪与处理器和报警灯相连接，在监测到电压压差大于50mV时进行报警，通过电压内阻测试仪进行检测电压压差，优化老化后电芯电压筛选方法来判定电芯容量是否合格，最终达到免去现有的分容工序，达到缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本的目的，且化成后的电池模组可直接用于电池包生产，从而实现规模化生产，提升生产速率。
本发明的有益效果为：
1、通过不同电流下进行充电来使得电芯逐渐适应更高电流下的充电工作，防止直接对其以高电流充电对其造成损坏，提高了电芯充电的安全性。
2、通过OCV分选的设置能够把不同电压和内阻的电芯进行分类，防止性能相差较大的电芯进行组装影响后期电池的质量，提高了电池的使用寿命。
3、通过检测模块的设置能够对化成分容后的模组进行检测，防止压差过大的模组影响正常的实用，保证了模组的质量，使用起来更加安全。
4、通过电压内阻测试仪进行检测电压压差，优化老化后电芯电压筛选方法来判定电芯容量是否合格，最终达到免去现有的分容工序，达到缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本的目的，且化成后的电池模组可直接用于电池包生产，从而实现规模化生产，提升生产速率。
附图说明
图1为本发明提出的一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺的流程图；
图2为本发明提出的一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺的系统模块示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
参照图1-2，一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，包括以下步骤：
S1：准备材料，准备套膜完成的电芯材料，准备电芯时检查材料是否完整；
S2：充电静置，把准备好的电芯在一定的电流下进行充电32分钟，充电以后静置1分钟；
S3：持续静置，把充电后的电芯材料放在静置区持续静置24小时；
S4：OCV分选，在进行分选时电压可15～20mV一档，内阻差5mΩ一档；
S5：连接成电池模块，取同档位电芯材料置于电池支架内，然后使用镍片先并后串，连接成电池模块；
S6：串联电池模块，根据不同的需要把电池模块进行串联，方便后面的分容工作；
S7：分容工作，以0.3C恒流恒压充电至单体3.65V，截止电压3.65V，截止电流0.05C，静置10分钟，然后以0.5C恒流放电至单体2.60V，静置10分钟，最后以0.5C恒流充电1小时，静置30分钟；
S8：检测电压，化成分容后检测模组单串电压，模组间压差小于等于30mV的为合格，不合格的继续化成，将化成合格的模组在20-30℃的温度下做常温老化，老化时间为48小时-96小时；
S9：内阻监测，将老化后的电芯使用电压内阻测试仪监测模组开路电压，单串电压压差小于等于50mV的为合格。
S2中在对电芯充电时以0.05C恒流充电8分钟，0.1C恒流充8分钟，0.2C恒流充8分钟，0.3C恒流充8分钟，通过不同电流下进行充电来使得电芯逐渐适应更高电流下的充电工作，防止直接对其以高电流充电对其造成损坏，提高了电芯充电的安全性。
S2中包括充电模块、计时模块、控制模块和报警模块，计时模块包括计时器，控制模块包括处理器，处理器，充电模块包括变流充电器，报警模块包括报警灯，处理器的信号输入端通过信号线与计时器相连接，处理器的信号输出端通过信号线与变流充电器和报警灯相连接，在充电时变流充电器首先以0.05C的电流给电芯充电，在开始充电时计时器就开始计时，计时到8分钟时把信号传递给处理器，处理器控制变流充电器把电流从0.05C增加到0.1C，然后再充电8分钟，再通过处理器控制变流充电器变流到0.2C，以此类推，直至以0.3C的电流充电8分钟为止，这个时候计时器把信号传递给处理器，处理器控制变流充电器停止充电工作，S3中在静置电芯材料时要保持周围环境的干燥，湿度应该在30-80％Rh，S4中包括分选模块，分选模块包括电压计和电阻器，在对其分选时电压和电阻进行分开分档，在分选时，把不同规格的电芯防止在不同的收集盒中，通过OCV分选的设置能够把不同电压和内阻的电芯进行分类，防止性能相差较大的电芯进行组装影响后期电池的质量，提高了电池的使用寿命。
S7中通过变流充电器进行充电，在充电时观察电压器的显示数值，对其进行变流充电，而且充电结束后进行静置，通过静置的流程能够防止充电后电池模块过热，影响下一步的变流充电工作，对电池模块进行保护，通过分容的操作可以免单体电芯的分容工序，缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本，S8中包括检测模块，检测模块包括电压表，电压表和报警灯相连接，在检测到模组不合格的时候发出警报继续化成，通过检测模块的设置能够对化成分容后的模组进行检测，防止压差过大的模组影响正常的实用，保证了模组的质量，使用起来更加安全，S9中包括监测模块，监测模块包括电压内阻测试仪，电压内阻测试仪与处理器和报警灯相连接，在监测到电压压差大于50mV时进行报警，通过电压内阻测试仪进行检测电压压差，优化老化后电芯电压筛选方法来判定电芯容量是否合格，最终达到免去现有的分容工序，达到缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本的目的，且化成后的电池模组可直接用于电池包生产，从而实现规模化生产，提升生产速率。
实施例2
参照图1-2，一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，包括以下步骤：
S1：准备材料，准备套膜完成的电芯材料，准备电芯时检查材料是否完整；
S2：充电静置，把准备好的电芯在一定的电流下进行充电32分钟，充电以后静置1分钟；
S3：持续静置，把充电后的电芯材料放在静置区持续静置24小时；
S4：OCV分选，在进行分选时电压可15～20mV一档，内阻差5mΩ一档；
S5：连接成电池模块，取同档位电芯材料置于电池支架内，然后使用镍片先并后串，连接成电池模块；
S6：串联电池模块，根据不同的需要把电池模块进行串联，方便后面的分容工作；
S7：分容工作，以0.3C恒流恒压充电至单体3.65V，截止电压3.65V，截止电流0.05C，静置10分钟，然后以0.5C恒流放电至单体2.60V，静置10分钟，最后以0.5C恒流充电1小时，静置30分钟；
S8：检测电压，化成分容后检测模组单串电压，模组间压差小于等于30mV的为合格，不合格的继续化成，将化成合格的模组在20-30℃的温度下做常温老化，老化时间为48小时-96小时；
S9：内阻监测，将老化后的电芯使用电压内阻测试仪监测模组开路电压，单串电压压差小于等于50mV的为合格。
S2中在对电芯充电时以0.05C恒流充电9分钟，0.1C恒流充9分钟，0.2C恒流充9分钟，0.3C恒流充9分钟，通过不同电流下进行充电来使得电芯逐渐适应更高电流下的充电工作，防止直接对其以高电流充电对其造成损坏，提高了电芯充电的安全性。
S2中包括充电模块、计时模块、控制模块和报警模块，计时模块包括计时器，控制模块包括处理器，处理器，充电模块包括变流充电器，报警模块包括报警灯，处理器的信号输入端通过信号线与计时器相连接，处理器的信号输出端通过信号线与变流充电器和报警灯相连接，在充电时变流充电器首先以0.05C的电流给电芯充电，在开始充电时计时器就开始计时，计时到8分钟时把信号传递给处理器，处理器控制变流充电器把电流从0.05C增加到0.1C，然后再充电8分钟，再通过处理器控制变流充电器变流到0.2C，以此类推，直至以0.3C的电流充电8分钟为止，这个时候计时器把信号传递给处理器，处理器控制变流充电器停止充电工作，S3中在静置电芯材料时要保持周围环境的干燥，湿度应该在25-85％Rh，S4中包括分选模块，分选模块包括电压计和电阻器，在对其分选时电压和电阻进行分开分档，在分选时，把不同规格的电芯防止在不同的收集盒中，通过OCV分选的设置能够把不同电压和内阻的电芯进行分类，防止性能相差较大的电芯进行组装影响后期电池的质量，提高了电池的使用寿命。
S7中通过变流充电器进行充电，在充电时观察电压器的显示数值，对其进行变流充电，而且充电结束后进行静置，通过静置的流程能够防止充电后电池模块过热，影响下一步的变流充电工作，对电池模块进行保护，通过分容的操作可以免单体电芯的分容工序，缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本，S8中包括检测模块，检测模块包括电压表，电压表和报警灯相连接，在检测到模组不合格的时候发出警报继续化成，通过检测模块的设置能够对化成分容后的模组进行检测，防止压差过大的模组影响正常的实用，保证了模组的质量，使用起来更加安全，S9中包括监测模块，监测模块包括电压内阻测试仪，电压内阻测试仪与处理器和报警灯相连接，在监测到电压压差大于45mV时进行报警，通过电压内阻测试仪进行检测电压压差，优化老化后电芯电压筛选方法来判定电芯容量是否合格，最终达到免去现有的分容工序，达到缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本的目的，且化成后的电池模组可直接用于电池包生产，从而实现规模化生产，提升生产速率。
实施例3
参照图1-2，一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，包括以下步骤：
S1：准备材料，准备套膜完成的电芯材料，准备电芯时检查材料是否完整；
S2：充电静置，把准备好的电芯在一定的电流下进行充电32分钟，充电以后静置1分钟；
S3：持续静置，把充电后的电芯材料放在静置区持续静置24小时；
S4：OCV分选，在进行分选时电压可15～20mV一档，内阻差5mΩ一档；
S5：连接成电池模块，取同档位电芯材料置于电池支架内，然后使用镍片先并后串，连接成电池模块；
S6：串联电池模块，根据不同的需要把电池模块进行串联，方便后面的分容工作；
S7：分容工作，以0.3C恒流恒压充电至单体3.65V，截止电压3.65V，截止电流0.05C，静置10分钟，然后以0.5C恒流放电至单体2.60V，静置10分钟，最后以0.5C恒流充电1小时，静置30分钟；
S8：检测电压，化成分容后检测模组单串电压，模组间压差小于等于30mV的为合格，不合格的继续化成，将化成合格的模组在20-30℃的温度下做常温老化，老化时间为48小时-96小时；
S9：内阻监测，将老化后的电芯使用电压内阻测试仪监测模组开路电压，单串电压压差小于等于50mV的为合格。
S2中在对电芯充电时以0.05C恒流充电8分钟，0.1C恒流充8分钟，0.2C恒流充8分钟，0.3C恒流充8分钟，通过不同电流下进行充电来使得电芯逐渐适应更高电流下的充电工作，防止直接对其以高电流充电对其造成损坏，提高了电芯充电的安全性。
S2中包括充电模块、计时模块、控制模块和报警模块，计时模块包括计时器，控制模块包括处理器，处理器，充电模块包括变流充电器，报警模块包括报警灯，处理器的信号输入端通过信号线与计时器相连接，处理器的信号输出端通过信号线与变流充电器和报警灯相连接，在充电时变流充电器首先以0.05C的电流给电芯充电，在开始充电时计时器就开始计时，计时到8分钟时把信号传递给处理器，处理器控制变流充电器把电流从0.05C增加到0.1C，然后再充电10分钟，再通过处理器控制变流充电器变流到0.2C，以此类推，直至以0.3C的电流充电10分钟为止，这个时候计时器把信号传递给处理器，处理器控制变流充电器停止充电工作，S3中在静置电芯材料时要保持周围环境的干燥，湿度应该在40-75％Rh，S4中包括分选模块，分选模块包括电压计和电阻器，在对其分选时电压和电阻进行分开分档，在分选时，把不同规格的电芯防止在不同的收集盒中，通过OCV分选的设置能够把不同电压和内阻的电芯进行分类，防止性能相差较大的电芯进行组装影响后期电池的质量，提高了电池的使用寿命。
S7中通过变流充电器进行充电，在充电时观察电压器的显示数值，对其进行变流充电，而且充电结束后进行静置，通过静置的流程能够防止充电后电池模块过热，影响下一步的变流充电工作，对电池模块进行保护，通过分容的操作可以免单体电芯的分容工序，缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本，S8中包括检测模块，检测模块包括电压表，电压表和报警灯相连接，在检测到模组不合格的时候发出警报继续化成，通过检测模块的设置能够对化成分容后的模组进行检测，防止压差过大的模组影响正常的实用，保证了模组的质量，使用起来更加安全，S9中包括监测模块，监测模块包括电压内阻测试仪，电压内阻测试仪与处理器和报警灯相连接，在监测到电压压差大于50mV时进行报警，通过电压内阻测试仪进行检测电压压差，优化老化后电芯电压筛选方法来判定电芯容量是否合格，最终达到免去现有的分容工序，达到缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本的目的，且化成后的电池模组可直接用于电池包生产，从而实现规模化生产，提升生产速率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，包括以下步骤：
S1：准备材料，准备套膜完成的电芯材料，准备电芯时检查材料是否完整；
S2：充电静置，把准备好的电芯在一定的电流下进行充电32分钟，充电以后静置1分钟；
S3：持续静置，把充电后的电芯材料放在静置区持续静置24小时；
S4：OCV分选，在进行分选时电压可15～20mV一档，内阻差5mΩ一档；
S5：连接成电池模块，取同档位电芯材料置于电池支架内，然后使用镍片先并后串，连接成电池模块；
S6：串联电池模块，根据不同的需要把电池模块进行串联，方便后面的分容工作；
S7：分容工作，以0.3C恒流恒压充电至单体3.65V，截止电压3.65V，截止电流0.05C，静置10分钟，然后以0.5C恒流放电至单体2.60V，静置10分钟，最后以0.5C恒流充电1小时，静置30分钟；
S8：检测电压，化成分容后检测模组单串电压，模组间压差小于等于30mV的为合格，不合格的继续化成，将化成合格的模组在20-30℃的温度下做常温老化，老化时间为48小时-96小时；
S9：内阻监测，将老化后的电芯使用电压内阻测试仪监测模组开路电压，单串电压压差小于等于50mV的为合格。
2.根据权利要求1所述的一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，其特征在于，所述S2中在对电芯充电时以0.05C恒流充电8分钟，0.1C恒流充8分钟，0.2C恒流充8分钟，0.3C恒流充8分钟。
3.根据权利要求1所述的一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，其特征在于，所述S2中包括充电模块、计时模块、控制模块和报警模块，计时模块包括计时器，控制模块包括处理器，处理器，充电模块包括变流充电器，报警模块包括报警灯，处理器的信号输入端通过信号线与计时器相连接，处理器的信号输出端通过信号线与变流充电器和报警灯相连接，在充电时变流充电器首先以0.05C的电流给电芯充电，在开始充电时计时器就开始计时，计时到8分钟时把信号传递给处理器，处理器控制变流充电器把电流从0.05C增加到0.1C，然后再充电8分钟，再通过处理器控制变流充电器变流到0.2C，以此类推，直至以0.3C的电流充电8分钟为止，这个时候计时器把信号传递给处理器，处理器控制变流充电器停止充电工作。
4.根据权利要求1所述的一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，其特征在于，所述S3中在静置电芯材料时要保持周围环境的干燥，湿度应该在30-80％Rh。
5.根据权利要求1所述的一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，其特征在于，所述S4中包括分选模块，分选模块包括电压计和电阻器，在对其分选时电压和电阻进行分开分档，在分选时，把不同规格的电芯防止在不同的收集盒中。
6.根据权利要求5所述的一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，其特征在于，所述S7中通过变流充电器进行充电，在充电时观察电压器的显示数值，对其进行变流充电，而且充电结束后进行静置。
7.根据权利要求5所述的一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，其特征在于，所述S8中包括检测模块，检测模块包括电压表，电压表和报警灯相连接，在检测到模组不合格的时候发出警报继续化成。
8.根据权利要求1所述的一种可规模化生产的磷酸铁锂电池化成分容工艺，其特征在于，所述S9中包括监测模块，监测模块包括电压内阻测试仪，电压内阻测试仪与处理器和报警灯相连接，在监测到电压压差大于50mV时进行报警。
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CN113447837A (zh) * 2021-09-01 2021-09-28 深圳联钜自控科技有限公司 一种用于软包锂电池高温化成工艺的温度测控系统
CN113889681A (zh) * 2021-10-09 2022-01-04 唐山航天万源科技有限公司 一种磷酸铁锂电池的分容方法

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