CN110850323A - 一种退役三元锂电池加速衰减的评价方法及装置 - Google Patents

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CN110850323A CN201911206363.XA CN201911206363A CN110850323A CN 110850323 A CN110850323 A CN 110850323A CN 201911206363 A CN201911206363 A CN 201911206363A CN 110850323 A CN110850323 A CN 110850323A
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董锐锋
赵光金
王放放
胡玉霞
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Abstract

本申请涉及一种退役三元锂电池加速衰减的评价方法及装置，评价方法如下：将待测三元锂电池的残余电量放完，对放完电量的锂电池先恒流充电至充电上限截止电压U上再恒压充电至电流降至低于0.1C，静置后，采用恒流放电方式放电至放电下限截止电压U下时停止放电；对待测三元锂电池采用同一方式循环进行充放电，在每个循环过程中记录并计算电池充放电过程的多个电压点后t时间内的电压及容量变化，并计算两次循环的多个相同电压点后对应的电压容量变化比的偏差R，根据R值来判定该待测三元锂电池是否进入加速衰减阶段；该评价方法可对锂电池的性能状态进行快速无损评价，尤其可对锂电池的加速衰减现象给出准确判断。

Description

一种退役三元锂电池加速衰减的评价方法及装置
技术领域
本申请属于锂电池技术领域，尤其是涉及一种退役三元锂电池加速衰减的评价方法及装置。
背景技术
以电动汽车为代表的新一代节能与环保汽车是汽车工业发展的必然趋势，而电动汽车推广使用对动力电池有持续巨大的需求。目前，国内三元锂体系的锂离子电池发展迅猛，但随着电动汽车保有量的增加，不能达到电动汽车使用标准的三元锂电池将大量退役，呈累积性爆发式增长趋势。从电动汽车上更换下来的退役三元锂电池，仍具有较高的剩余能量，一般为初始能量的70-80％，将这些电池重新筛选和配组后，仍可以应用于其它储能场合，实现退役电池的梯次利用。
为筛选出可继续用于电网和新能源发电储能装置的退役电池，需要对其健康状况及衰减行为有一个直观的了解。退役电池宏观尺度下几乎所有的性能衰退均是由于分子尺度下的材料本身发生了结构或者化学变化，以及微纳尺度下的材料形貌或者红外特性变化引起的。评估退役电池性能的核心参量，不仅要考察动力电池在电动车上循环使用过程中引起的电池安全和质量问题，如外壳密封性、内部微短路情况、活性材料脱落等，还要考察分子尺度和微纳尺度下电池材料的理化性能变化特性。退役电池健康状态及衰减行为的评估方法贯穿于电池的全寿命周期，涉及动力电池历史运行数据收集分析、电池组拆解、外特性评价分析、理化特性、安全评价、寿命预测等，通常采取抽样检测的方式，将电池拆解，系统研究电池材料、隔膜、电解液等的衰变规律和降解特性，研究电池内部副反应及其产物对电池性能的影响，研究电池体系的电化学特性，研究电池产气机理及其对电池性能的影响等，最后得出影响退役电池性能衰变和健康状态的影响因素及核心参量。基于上述研究基础及模型方法，可以掌握退役动力电池再利用过程衰减性能加速、突变评价技术与表征方法，并建立电池衰减加速、突变分析预测方法。
近年来退役锂电池寿命衰减模型已经广泛应用在工业领域，并演化出多种针对不同款商用锂离子电池的衰减模型，，目前针对退役锂电池寿命衰减模型研究取得了一定的成果，但很难准确分析电池内部状态，难以获得高精度的电池参数，造成评估结果的精度和可靠性不足。因此寻找能准确反映电池内部变化的参数，准备判断退役锂电池的快速衰减行为，具有重大的现实需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有锂电池寿命衰减模型的评估结果的精度和可靠性不足的技术问题，本申请针对市面上广泛应用的三元锂电池提供了一种退役三元锂电池加速衰减的评价方法及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种退役三元锂电池加速衰减的评价方法，具体如下：
将待测三元锂电池的残余电量放完，对放完电量的锂电池先恒流充电至充电上限截止电压U上再恒压充电至电流降至低于第一设定值，静置后，采用恒流放电方式放电至放电下限截止电压U下时停止放电；对待测三元锂电池采用同一方式循环进行充放电，在每个循环过程中记录并计算电池充放电过程的多个电压点后t时间内的电压及容量变化，并计算两次循环的多个相同电压点后对应的电压容量变化比的偏差R，根据R值来判定该待测三元锂电池是否进入加速衰减阶段；
所述记录并计算电池充电过程的电压及容量变化的方法为：在待测三元锂电池每次充电过程中，当电压达到U1到U2之间的若干个电压值时，分别计算待测三元锂电池在达到每个电压值后t1分钟内的电压差，分别记为ΔUi，并计算待测三元锂电池在每个t1分钟内的容量变化，分别记录为Qi，所述Qi＝∫I(t)dt，其中I(t)为待测三元锂电池充电过程中每个t1时间内的不同时间点的电流值，i为正整数；
所述记录并计算电池放电过程的电压及容量变化的方法为：在待测三元锂电池每次放电过程中，当电压达到U3到U4之间的若干个电压值时，分别计算待测三元锂电池在达到每个电压值后后t2分钟内的电压差，分别记为ΔUi，并计算待测三元锂电池在每个t2分钟内的容量变化，分别记录为Qi，所述Qi＝∫I(t)dt，其中I(t)为待测三元锂电池放电过程中每个t2时间内的不同时间点的电流值，i为正整数；
所述计算电压容量变化比的偏差的方法为：用相同电压起始点后t1或t2分钟内电池的电压变化ΔUi除以容量变化Qi，分别得到ΔUi/Qi；将第n+1次循环充电或放电过程测得的ΔUi(n+1)/Qi(n+1)除以第n次循环的相应充电或放电过程的相同电压点后测得的ΔUi(n)/Qi(n)，得到电压容量变化比的偏差(ΔUi(n+1)/Qi(n+1))/(ΔUi(n)/Qi(n))。
优选地，当充电过程和/或放电过程时的电压容量变化比的偏差大于X值时，则判定该待测三元锂电池进入加速衰减阶段，记录此时的循环次数；所述X值为1-1.2，优选为1.08。
优选地，在判定待测三元锂电池是否进入加速衰减阶段时，还需测得第n+2次循环测得的ΔUi(n+2)/Qi(n+2)和/或第n+3次循环测得的ΔUi(n+3)/Qi(n+3)，然后将ΔUi(n+2)/Qi(n+2)和/或ΔUi(n+3)/Qi(n+3)分别除以第n次循环测得的ΔUi(n)/Qi(n)，若得到的(ΔUn+2/Q n+2)/(ΔUn/Qn)和/或(ΔUn+3/Qn+3)/(ΔUn/Qn)均大于X值，则判定待测三元锂电池进入加速衰减阶段。
优选地，所述U上为4.2V，所述U下优选为3.0V。
优选地，所述U1的取值为U上-(0.3～0.5)，所述U2的取值为U上-(0.1～0.2)。
优选地，所述U3为U下+(0.8～1)，所述U4优选为U下+(0.55～0.75)。
优选地，恒流充电的电流为0.3C，电流的低值优选为0.05C，恒流放电的电流优选为0.5C。
优选地，待测三元锂电池的残余电量放完后需静置10-20分钟，充电之后静置的时间优选为20-40分钟。
优选地，所述t1或t2为1-3分钟。
优选地，所述U1到U2之间的若干个电压值为4-8个，相邻电压值间的电压值差优选为0.03V-0.08V；所述U3到U4之间的若干个电压值优选为4-8个，相邻电压值间的电压值差优选为0.03V-0.08V。
本发明还提供了一种退役三元锂电池加速衰减的评价装置，包括：
电压及容量获取单元，用于获取待测三元锂电池每次充电过程中的多个电压点后t时间内的电压及容量变化；
电压容量变化比的偏差，用于计算两次循环的多个相同电压点后对应的电压容量变化比的偏差；
加速衰减评价单元，用于根据电压容量变化比的偏差来判定该待测三元锂电池是否进入加速衰减阶段。
本发明的有益效果是：
本发明涉及一种退役三元锂电池加速衰减的评价方法及装置，主要通过测试分析电池充放电过程的电压、电流及容量的变化来计算两次循环的多个相同电压点后对应的电压容量变化比的偏差，以此对锂电池的性能状态进行快速无损评价，尤其可对锂电池的加速衰减现象给出准确判断，该方法具有快速简便、测试参数少、测试设备简单、判断结果精确等特点，该技术方法可以成功指导发生容量衰减突变的退役电池第一时间及时退出运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例1的退役三元锂电池(1#)随循环次数变化的容量衰减特征曲线图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
实施例1
本实施例以随机选择的10支退役三元锂单体电池为对象，提供一种退役三元锂电池加速衰减的评价方法，该组电池分别编号为1#～10#，额定容量为20Ah，退役时剩余容量为80％左右；评价方法具体如下：
(1)首先对1#退役锂电池进行循环充放电，循环充放电的方法为：在室温下(20±5℃)，将电池残余电量放完，静置15分钟，以0.3C进行恒流充电至4.2V转为恒压充电，直至充电电流降至0.05C，静置30分钟后，以0.5C恒流放电至电压降到3.0V；
(2)在1#电池每次充电过程中，当电压达到3.80V、3.85V、3.90V、3.95V、4.00V和4.05V时，分别计算其在随后2分钟内电池的电压变化，分别记为ΔU1、ΔU2、ΔU3、ΔU4、ΔU5和ΔU6；计算电池在每个2分钟内的容量变化，分别记录为Q1、Q2、Q3、QC4、Q5和Q6，容量计算方法为：Q＝∫I(t)dt；I(t)为待测三元锂电池充电过程中每个2分钟内不同时间点的电流值；
用相同电压起始点2分钟内电池的电压变化ΔUi除以容量变化Qi，分别得到ΔU1/Q1、ΔU2/Q2、ΔU3/Q3、ΔU4/Q4、ΔU5/Q5和ΔU6/Q6；
将n+1次循环测得的ΔU1(n+1)/Q1(n+1)、ΔU2(n+1)/Q2(n+1)、ΔU3(n+1)/Q3(n+1)、ΔU4(n+1)/Q4(n+1)、ΔU5(n+1)/Q5(n+1)和ΔU6(n+1)/Q6(n+1)(记做ΔUi(n+1)/Qi(n+1))除以第n次循环的相同电压点后测得的ΔU1(n)/Q1(n)、ΔU2(n)/Q2(n)、ΔU3(n)/Q3(n)、ΔU4(n)/Q4(n)、ΔU5(n)/Q5(n)和ΔU6(n)/Q6(n)(记做ΔUi(n)/Qi(n))，得到电压容量变化比的偏差(ΔUi(n+1)/Qi(n+1))/(ΔUi(n)/Qi(n))，当电压容量变化比的偏差大于1.08时重点关注该电池，然后测得第n+2次循环测得的ΔUi(n+2)/Qi(n+2)和第n+3次循环测得的ΔUi(n+3)/Qi(n+3)，并计算(ΔUi(n+2)/Qi(n+2))/(ΔUi(n)/Qi(n))和(ΔUi(n+3)/Qi(n+3))/(ΔUi(n)/Qi(n))，如果这2个值也大于1.08，则认为该退役锂电池进入加速衰减阶段；
(3)在1#电池每次放电过程中，当电压达到3.90V、3.85V、3.80V、3.75V、3.70V和3.65V时，分别计算其在随后2分钟内电池的电压变化，分别记为ΔU1、ΔU2、ΔU3、ΔU4、ΔU5和ΔU6；计算电池在每个2分钟内的容量变化，分别记录为Q1、Q2、Q3、QC4、Q5和Q6，容量计算方法为：Q＝∫I(t)dt；I(t)为待测三元锂电池充电过程中每个2分钟内不同时间点的电流值；
用相同电压起始点2分钟内电池的电压变化ΔUi除以容量变化Qi，分别得到ΔU1/Q1、ΔU2/Q2、ΔU3/Q3、ΔU4/Q4、ΔU5/Q5和ΔU6/Q6；
将n+1次循环测得的ΔU1(n+1)/Q1(n+1)、ΔU2(n+1)/Q2(n+1)、ΔU3(n+1)/Q3(n+1)、ΔU4(n+1)/Q4(n+1)、ΔU5(n+1)/Q5(n+1)和ΔU6(n+1)/Q6(n+1)(记做ΔUi(n+1)/Qi(n+1))除以第n次循环的相同电压点后测得的ΔU1(n)/Q1(n)、ΔU2(n)/Q2(n)、ΔU3(n)/Q3(n)、ΔU4(n)/Q4(n)、ΔU5(n)/Q5(n)和ΔU6(n)/Q6(n)(记做ΔUi(n)/Qi(n))，得到电压容量变化比的偏差(ΔUi(n+1)/Qi(n+1))/(ΔUi(n)/Qi(n))，当电压容量变化比的偏差大于1.08时重点关注该电池，然后测得第n+2次循环测得的ΔUi(n+2)/Qi(n+2)和第n+3次循环测得的ΔUi(n+3)/Qi(n+3)，并计算(ΔUi(n+2)/Qi(n+2))/(ΔUi(n)/Qi(n))和(ΔUi(n+3)/Qi(n+3))/(ΔUi(n)/Qi(n))，如果这2个值也大于1.08，则认为该退役锂电池进入加速衰减阶段；
(4)在循环至第763次时，1#电池充电和放电过程中的电压容量变化比的偏差均开始大于1.08，第764和765次的电压容量变化比的偏差也都大于1.08，因此判断该电池发生了电池衰减加速现象，此时其剩余容量仅剩14Ah(70％)，继续对1#电池进行充放电试验，到780次循环时剩余容量仅剩2Ah(10％)左右，从1#电池随循环次数变化的容量衰减特征曲线(图1)可以看到，该1#电池在循环至第763次后的确发生了加速衰减现象。
(5)对2#～10#电池同时开展实施例1的(1)-(4)的充放电试验，在电压容量变化比的偏差超过1.08的阈值时，2#～10#电池也均发生容量衰减加速的现象。
实施例2
本实施例以随机选择的20支退役三元锂单体电池为对象，提供一种退役三元锂电池加速衰减的评价方法，该组电池分别编号为11#～30#，额定容量为4Ah，退役时剩余容量为90％左右；评价方法具体如下：
(1)首先对11#退役锂电池进行循环充放电，循环充放电的方法为：在室温下(20±5℃)，将电池残余电量放完，静置15分钟，以0.3C进行恒流充电至4.2V转为恒压充电，直至充电电流降至0.05C，静置30分钟后，以0.5C恒流放电至电压降到3.0V；
(2)在11#电池每次充电过程中，当电压达到3.7V、3.8V、3.9V、4.0V和4.1V时，分别计算其在随后3分钟内电池的电压变化，分别记为ΔU1、ΔU2、ΔU3、ΔU4和ΔU5；计算电池在每个3分钟内的容量变化，分别记录为Q1、Q2、Q3、Q4和Q5，容量计算方法为：Q＝∫I(t)dt；I(t)为待测三元锂电池充电过程中每个3分钟内不同时间点的电流值；
用相同电压起始点3分钟内电池的电压变化ΔUi除以容量变化Qi，分别得到ΔU1/Q1、ΔU2/Q2、ΔU3/Q3、ΔU4/Q4和ΔU5/Q5；
将n+1次循环测得的ΔU1(n+1)/Q1(n+1)、ΔU2(n+1)/Q2(n+1)、ΔU3(n+1)/Q3(n+1)、ΔU4(n+1)/Q4(n+1)和ΔU5(n+1)/Q5(n+1)(记做ΔUi(n+1)/Qi(n+1))除以第n次循环的相同电压点后测得的ΔU1(n)/Q1(n)、ΔU2(n)/Q2(n)、ΔU3(n)/Q3(n)、ΔU4(n)/Q4(n)和ΔU5(n)/Q5(n)(记做ΔUi(n)/Qi(n))，得到电压容量变化比的偏差(ΔUi(n+1)/Qi(n+1))/(ΔUi(n)/Qi(n))，当电压容量变化比的偏差大于1.08时重点关注该电池，然后测得第n+2次循环测得的ΔUi(n+2)/Qi(n+2)和第n+3次循环测得的ΔUi(n+3)/Qi(n+3)，并计算(ΔUi(n+2)/Qi(n+2))/(ΔUi(n)/Qi(n))和(ΔUi(n+3)/Qi(n+3))/(ΔUi(n)/Qi(n))，如果这2个值也大于1.08，则认为该退役锂电池进入加速衰减阶段；
(3)在电池每次放电过程中，当电压达到4.0V、3.9V、3.8V、3.7V和3.6V时，分别计算其在随后3分钟内电池的电压变化，分别记为ΔU1、ΔU2、ΔU3、ΔU4和ΔU5；计算电池在每个3分钟内的容量变化，分别记录为Q1、Q2、Q3、Q4和Q5，容量计算方法为：Q＝∫I(t)dt；I(t)为待测三元锂电池充电过程中每个3分钟内不同时间点的电流值；
用相同电压起始点3分钟内电池的电压变化ΔUi除以容量变化Qi，分别得到ΔU1/Q1、ΔU2/Q2、ΔU3/Q3、ΔU4/Q4和ΔU5/Q5；
将n+1次循环测得的ΔU1(n+1)/Q1(n+1)、ΔU2(n+1)/Q2(n+1)、ΔU3(n+1)/Q3(n+1)、ΔU4(n+1)/Q4(n+1)和ΔU5(n+1)/Q5(n+1)(记做ΔUi(n+1)/Qi(n+1))除以第n次循环的相同电压点后测得的ΔU1(n)/Q1(n)、ΔU2(n)/Q2(n)、ΔU3(n)/Q3(n)、ΔU4(n)/Q4(n)和ΔU5(n)/Q5(n)(记做ΔUi(n)/Qi(n))，得到电压容量变化比的偏差(ΔUi(n+1)/Qi(n+1))/(ΔUi(n)/Qi(n))，当电压容量变化比的偏差大于1.08时重点关注该电池，然后测得第n+2次循环测得的ΔUi(n+2)/Qi(n+2)和第n+3次循环测得的ΔUi(n+3)/Qi(n+3)，并计算(ΔUi(n+2)/Qi(n+2))/(ΔUi(n)/Qi(n))和(ΔUi(n+3)/Qi(n+3))/(ΔUi(n)/Qi(n))，如果这2个值也大于1.08，则认为该退役锂电池进入加速衰减阶段；
(4)在循环至第1435次时，11#电池充电和放电过程中的电压容量变化比的偏差均开始大于1.08，第1436和1437次的电压容量变化比的偏差也都大于1.08，因此判断该电池发生了电池衰减加速现象，此时其剩余容量仅剩72％，继续对11#电池进行充放电试验，到1447次循环时剩余容量仅剩23％，从11#电池随循环次数变化的容量变化结果得知，该11#电池在循环至第1435次后的确发生了加速衰减现象；
(5)对12#～30#电池同时开展实施例2的(1)-(4)的充放电试验，在电压容量变化比的偏差超过1.08的阈值时，12#～30#电池也均发生容量衰减加速的现象。
实施例3
本实施例以随机选择的10支退役三元锂单体电池为对象，提供一种退役三元锂电池加速衰减的评价方法，该组电池分别编号为31#～40#，电池额定容量为60Ah，退役时剩余容量为85％左右，评价方法具体如下：
(1)首先对31#退役锂电池进行循环充放电，循环充放电的方法为：在室温下(20±5℃)，将电池残余电量放完，静置15分钟，以0.3C进行恒流充电至4.2V转为恒压充电，直至充电电流降至0.05C，静置30分钟后，以0.5C恒流放电至电压降到3.0V；
(2)在31#电池每次充电过程中，当电压达到3.75V、3.80V、3.85V、3.90V、3.95V、4.00V和4.05V时，分别计算其在随后1.5分钟内电池的电压变化，分别记为ΔU1、ΔU2、ΔU3、ΔU4、ΔU5、ΔU6和ΔU7；计算电池在每个1.5分钟内的容量变化，分别记录为Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6和Q7，容量计算方法为：Q＝∫I(t)dt；I(t)为待测三元锂电池充电过程中每个1.5分钟内不同时间点的电流值；
用相同电压起始点1.5分钟内电池的电压变化ΔUi除以容量变化Qi，分别得到ΔU1/Q1、ΔU2/Q2、ΔU3/Q3、ΔU4/Q4、ΔU5/Q5、ΔU6/Q6和ΔU7/Q7；
将n+1次循环测得的ΔU1(n+1)/Q1(n+1)、ΔU2(n+1)/Q2(n+1)、ΔU3(n+1)/Q3(n+1)、ΔU4(n+1)/Q4(n+1)、ΔU5(n+1)/Q5(n+1)、ΔU6(n+1)/Q6(n+1)和ΔU7(n+1)/Q7(n+1)(记做ΔUi(n+1)/Qi(n+1))除以第n次循环的相同电压点后测得的ΔU1(n)/Q1(n)、ΔU2(n)/Q2(n)、ΔU3(n)/Q3(n)、ΔU4(n)/Q4(n)、ΔU5(n)/Q5(n)、ΔU6(n)/Q6(n)和ΔU7(n)/Q7(n)(记做ΔUi(n)/Qi(n))，得到电压容量变化比的偏差(ΔUi(n+1)/Qi(n+1))/(ΔUi(n)/Qi(n))，当电压容量变化比的偏差大于1.08时重点关注该电池，然后测得第n+2次循环测得的ΔUi(n+2)/Qi(n+2)和第n+3次循环测得的ΔUi(n+3)/Qi(n+3)，并计算(ΔUi(n+2)/Qi(n+2))/(ΔUi(n)/Qi(n))和(ΔUi(n+3)/Qi(n+3))/(ΔUi(n)/Qi(n))，如果这2个值也大于1.08，则认为该退役锂电池进入加速衰减阶段；
(3)在31#电池每次放电过程中，当电压达到3.90V、3.85V、3.80V、3.75V、3.70V、3.65V和3.60V时，分别计算其在随后1.5分钟内电池的电压变化，分别记为ΔU1、ΔU2、ΔU3、ΔU4、ΔU5、ΔU6和ΔU7；计算电池在每个1.5分钟内的容量变化，分别记录为Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6和Q7，容量计算方法为：Q＝∫I(t)dt；I(t)为待测三元锂电池充电过程中每个1.5分钟内不同时间点的电流值；
用相同电压起始点1.5分钟内电池的电压变化ΔUi除以容量变化Qi，分别得到ΔU1/Q1、ΔU2/Q2、ΔU3/Q3、ΔU4/Q4、ΔU5/Q5、ΔU6/Q6和ΔU7/Q7；
将n+1次循环测得的ΔU1(n+1)/Q1(n+1)、ΔU2(n+1)/Q2(n+1)、ΔU3(n+1)/Q3(n+1)、ΔU4(n+1)/Q4(n+1)、ΔU5(n+1)/Q5(n+1)、ΔU6(n+1)/Q6(n+1)和ΔU7(n+1)/Q7(n+1)(记做ΔUi(n+1)/Qi(n+1))除以第n次循环的相同电压点后测得的ΔU1(n)/Q1(n)、ΔU2(n)/Q2(n)、ΔU3(n)/Q3(n)、ΔU4(n)/Q4(n)、ΔU5(n)/Q5(n)、ΔU6(n)/Q6(n)和ΔU7(n)/Q7(n)(记做ΔUi(n)/Qi(n))，得到电压容量变化比的偏差(ΔUi(n+1)/Qi(n+1))/(ΔUi(n)/Qi(n))，当电压容量变化比的偏差大于1.08时重点关注该电池，然后测得第n+2次循环测得的ΔUi(n+2)/Qi(n+2)和第n+3次循环测得的ΔUi(n+3)/Qi(n+3)，并计算(ΔUi(n+2)/Qi(n+2))/(ΔUi(n)/Qi(n))和(ΔUi(n+3)/Qi(n+3))/(ΔUi(n)/Qi(n))，如果这2个值也大于1.08，则认为该退役锂电池进入加速衰减阶段；
(4)在循环至第2314次时，31#电池充电和放电过程中的电压容量变化比的偏差均开始大于1.08，第2315和2316次的电压容量变化比的偏差也都大于1.08，因此判断该电池发生了电池衰减加速现象，此时其剩余容量仅剩68％，继续对31#电池进行充放电试验，到2326次循环时剩余容量仅剩15％，从31#电池随循环次数变化的容量变化结果得知，该31#电池在循环至第2314次后的确发生了加速衰减现象；
(5)对32#～40#电池同时开展实施例3的(1)-(4)的充放电试验，在电压容量变化比的偏差超过1.08的阈值时，32#～40#电池也均发生容量衰减加速的现象。
从实施例1-实施例3的实验结果可知，电压容量变化比的偏差计算方法成功地预测到1#～40#电池的衰减加速现象，具有较高的可靠性，该技术方法可以成功指导发生容量衰减突变的退役电池第一时间及时退出运行。
实施例4
本发明还提供了一种退役三元锂电池加速衰减的评价装置，包括：
电压及容量获取单元，用于获取待测三元锂电池每次充电过程中的多个电压点后t时间内的电压及容量变化；
电压容量变化比的偏差，用于计算两次循环的多个相同电压点后对应的电压容量变化比的偏差；
加速衰减评价单元，用于根据电压容量变化比的偏差来判定该待测三元锂电池是否进入加速衰减阶段。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

Claims (10)

1.一种退役三元锂电池加速衰减的评价方法，其特征在于，将待测三元锂电池的残余电量放完，对放完电量的锂电池先恒流充电至充电上限截止电压U上再恒压充电至电流降至低于第一设定值，静置后，采用恒流放电方式放电至放电下限截止电压U下时停止放电；对待测三元锂电池采用同一方式循环进行充放电，在每个循环过程中记录并计算电池充放电过程的多个电压点后t时间内的电压及容量变化，并计算两次循环的多个相同电压点后对应的电压容量变化比的偏差R，根据R值来判定该待测三元锂电池是否进入加速衰减阶段。
2.根据权利要求1所述的退役三元锂电池加速衰减的评价方法，其特征在于，所述记录并计算电池充电过程的电压及容量变化的方法为：在待测三元锂电池每次充电过程中，当电压达到U1到U2之间的若干个电压值时，分别计算待测三元锂电池在达到每个电压值后t1分钟内的电压差，分别记为ΔUi，并计算待测三元锂电池在每个t1分钟内的容量变化，分别记录为Qi，所述Qi＝∫I(t)dt，其中I(t)为待测三元锂电池充电过程中每个t1时间内的不同时间点的电流值，i为正整数；
所述记录并计算电池放电过程的电压及容量变化的方法为：在待测三元锂电池每次放电过程中，当电压达到U3到U4之间的若干个电压值时，分别计算待测三元锂电池在达到每个电压值后t2分钟内的电压差，分别记为ΔUi，并计算待测三元锂电池在每个t2分钟内的容量变化，分别记录为Qi，所述Qi＝∫I(t)dt，其中I(t)为待测三元锂电池放电过程中每个t2时间内的不同时间点的电流值，i为正整数。
3.根据权利要求2所述的退役三元锂电池加速衰减的评价方法，其特征在于，计算电压容量变化比的偏差的方法为：用相同电压起始点后t1或t2分钟内电池的电压变化ΔUi除以容量变化Qi，分别得到ΔUi/Qi；将第n+1次循环充电或放电过程测得的ΔUi(n+1)/Qi(n+1)除以第n次循环的相应充电或放电过程的相同电压点后测得的ΔUi(n)/Qi(n)，得到电压容量变化比的偏差(ΔUi(n+1)/Qi(n+1))/(ΔUi(n)/Qi(n))。
4.根据权利要求3所述的退役三元锂电池加速衰减的评价方法，其特征在于，当充电过程和/或放电过程时的电压容量变化比的偏差大于X值时，则判定该待测三元锂电池进入加速衰减阶段，记录此时的循环次数；所述X值为1-1.2。
5.根据权利要求3所述的退役三元锂电池加速衰减的评价方法，其特征在于，在判定待测三元锂电池是否进入加速衰减阶段时，还需测得第n+2次循环测得的ΔUi(n+2)/Qi(n+2)和/或第n+3次循环测得的ΔUi(n+3)/Qi(n+3)，然后将ΔUi(n+2)/Qi(n+2)和/或ΔUi(n+3)/Qi(n+3)分别除以第n次循环测得的ΔUi(n)/Qi(n)，若得到的(ΔUn+2/Qn+2)/(ΔUn/Qn)和/或(ΔUn+3/Qn+3)/(ΔUn/Qn)均大于X值，则判定待测三元锂电池进入加速衰减阶段。
6.根据权利要求2所述的退役三元锂电池加速衰减的评价方法，其特征在于，所述U上为4.2V，所述U下为3.0V；所述U1的取值优选为U上-(0.3～0.5)，所述U2的取值优选为U上-(0.1～0.2)；所述U3优选为U下+(0.8～1)，所述U4优选为U下+(0.55～0.75)。
7.根据权利要求1所述的退役三元锂电池加速衰减的评价方法，其特征在于，恒流充电的电流为0.3C，电流的低值优选为0.05C，恒流放电的电流优选为0.5C。
8.根据权利要求2所述的退役三元锂电池加速衰减的评价方法，其特征在于，待测三元锂电池的残余电量放完后需静置10-20分钟，充电之后静置的时间优选为20-40分钟，所述t1或t2优选为1-3分钟。
9.根据权利要求2所述的退役三元锂电池加速衰减的评价方法，其特征在于，所述U1到U2之间的若干个电压值为4-8个，相邻电压值间的电压值差优选为0.03V-0.08V；所述U3到U4之间的若干个电压值优选为4-8个，相邻电压值间的电压值差优选为0.03V-0.08V。
10.一种退役三元锂电池加速衰减的评价装置，其特征在于，包括：
电压及容量获取单元，用于获取待测三元锂电池每次充电过程中的多个电压点后t时间内的电压及容量变化；
电压容量变化比的偏差，用于计算两次循环的多个相同电压点后对应的电压容量变化比的偏差；
加速衰减评价单元，用于根据电压容量变化比的偏差来判定该待测三元锂电池是否进入加速衰减阶段。
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