CN111063951A - 一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法，对分容后的电池充电至预设荷电状态，挑选出电池电压在设定范围的备选电池，该方法先对电池进行分容，将容量为一档的电池进行测试，同时对后续的电压差和直流内阻DCIR的数值进行分析，保证配组的电池在容量、自放电压和内阻之间的差异性较小，防止配组的电池不匹配导致锂离子电池使用过程中压差大、容量衰减快等问题。电池高温搁置有益于锂离子电池电解液的浸润，且高温的膨胀作用能让电池内部的微短路点加剧有益于后期自放电筛选。该方法操作方便、提高了电池组的循环性能及安全性能，适用批量生产、不仅保证了产品质量要求，而且对单体电池工艺检验提供了依据。

Description

一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法

技术领域

本发明涉及锂离子技术领域，具体为一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法。

背景技术

锂离子电池作为新能源电动车、船舶、工业车辆、基站储能等的心脏，具有循环寿命长、比能量高、可快速充放电、工作温度范围广、适应性强、绿色环保等优点，深受国家及各行业的高度重视，是国家坚定支持的战略方向；锂离子电池通过串、并联的方式组成电池模组和电池系统。为保障锂离子电池系统的稳定运行，锂离子电池的筛选配组一致显得尤为重要。

锂离子电池自放电是指带有一定电量的锂离子电池在开路条件下，储存一段时间，由于电池内部、外部的电化学反应或内外部电子流失等造成的容量损失。所有的锂离子电池都存在自放电，只是自放电程度的大小差异。通过合适的筛选条件，将容量、自放电、直流内阻、交流内阻一致的电池进行串、并联，可以获得一致性较好的锂离子电池系统，从而提高锂离子电池的配组率及体系的寿命及性能。目前常用的锂离子电池自放电筛选及配组的方法为：将电池恒流恒压充电至截至电压，0.02C电流截至；然后常温搁置8-12h，测试电压V1；之后进行一定时间的常温老化，测试电压V2，通过V1与V2的差值进行自放电的计算及筛选。因锂离子电池在恒流恒压充满电的状态下搁置，压差波动大，且锂离子电池体系的充电方式无法完美的实现恒流恒压的模式，导致此方式筛选的电池动态压差大，电池系统在使用过程中差异性不断放大并恶劣，无法满足用户需求。且满电态的锂离子电池在储存过程中自放电大，电池容量衰减快且不可恢复；满电态锂离子电池在配组过程中存在由于误操作等现象造成的轻微短路、完全短路安全事故。

针对现有技术的不足，我们提出一种锂离子自放电筛选及配组的方法，来解决由于锂离子电池使用过程中压差大、暂不配组的库存锂离子电池容量衰减快及配组时出现的安全事故等问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法，旨在做到提高锂离子电池筛选的准确性，降低锂离子电池储存过程的容量衰减及老化程度，降低人员及设备在配组时的安全隐患。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法，对分容后的电池充电至预设荷电状态，挑选出电池电压在设定范围的备选电池，包括以下步骤：

步骤一：锂离子电池进行充放电分容；

步骤二：将步骤一中的电池分选出来的容量按照1%的波动公差进行分档；

步骤三：将上述步骤中分档的电池进行分别测试，用低于0.2C的电流进行恒流充电至5%-20%的电量；

步骤四：在25℃±3℃的温度条件下搁置4～8h；

步骤五：对完成上述步骤后的电池测试电压为V1；

步骤六：将上述步骤的电池进行高温老化3-5天，随后再进行常温老化1-2天；

步骤七：对完成上述步骤后的电池测试电压为V2，并测试10s-30s直流内阻DCIR；

步骤八：将容量为同一档电池的测量电压V1、V2和直流内阻DCIR的数据进行分析；电池V1-V2自放电压差不超过20mV，配组电池之间电压压差小于10mV分为一档，并对DCIR进行分析，将其中DCIR数值异常和DCIR2\DCIR1为负值的部分电池去除掉。

作为本发明进一步方案：所述锂离子电池为磷酸铁锂电池、镍钴锰酸锂电池、镍钴铝酸锂电池或锰酸锂电池。

作为本发明进一步方案：所述步骤一中的充放电分容分别通过两阶段进行冲放电循环，第一阶段以0.1C-0.2C的电流进行恒流充电至40％～65％荷电状态，并进行恒流放电；第二阶段以0.5C-0.8C的电流进行恒流充电至40％～65％荷电状态，并进行恒流放电。

作为本发明进一步方案：所述步骤一中的恒流放电阶段的放电电流为0.5C-0.8C。

作为本发明进一步方案：所述步骤六中的高温老化温度在40~45℃，常温温度控制在25℃±3℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该方法先对电池进行分容，将容量为一档的电池进行测试，同时对后续的电压差和直流内阻DCIR的数值进行分析，保证配组的电池在容量、自放电压和内阻之间的差异性较小，防止配组的电池不匹配导致锂离子电池使用过程中压差大、容量衰减快等问题。电池高温搁置有益于锂离子电池电解液的浸润，且高温的膨胀作用能让电池内部的微短路点加剧有益于后期自放电筛选。该方法操作方便、提高了电池组的循环性能及安全性能，适用批量生产、不仅保证了产品质量要求，而且对单体电池工艺检验提供了依据。

附图说明

图1为本发明的一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明提供了一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法，对分容后的电池充电至预设荷电状态，挑选出电池电压在设定范围的备选电池，包括以下步骤：

步骤一：锂离子电池进行充放电分容；

步骤二：将步骤一中的电池分选出来的容量按照1%的波动公差进行分档；

步骤三：将上述步骤中分档的电池进行分别测试，用低于0.2C的电流进行恒流充电至5%-20%的电量；

步骤四：在25℃±3℃的温度条件下搁置4～8h；

步骤五：对完成上述步骤后的电池测试电压为V1；

步骤六：将上述步骤的电池进行高温老化3-5天，随后再进行常温老化1-2天；

步骤七：对完成上述步骤后的电池测试电压为V2，并测试10s-30s直流内阻DCIR；

步骤八：将容量为同一档电池的测量电压V1、V2和直流内阻DCIR的数据进行分析；电池V1-V2自放电压差不超过20mV，配组电池之间电压压差小于10mV分为一档，并对DCIR进行分析，将其中DCIR数值异常和DCIR2\DCIR1为负值的部分电池去除掉。

本实施例中，锂离子电池为磷酸铁锂电池、镍钴锰酸锂电池、镍钴铝酸锂电池或锰酸锂电池。

本实施例中，步骤一中的充放电分容分别通过两阶段进行冲放电循环，第一阶段以0.1C-0.2C的电流进行恒流充电至40％～65％荷电状态，并进行恒流放电；第二阶段以0.5C-0.8C的电流进行恒流充电至40％～65％荷电状态，并进行恒流放电。

本实施例中，步骤一中的恒流放电阶段的放电电流为0.5C-0.8C。

本实施例中，步骤六中的高温老化温度在40~45℃，常温温度控制在25℃±3℃。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法，其特征在于：对分容后的电池充电至预设荷电状态，挑选出电池电压在设定范围的备选电池，包括以下步骤：

步骤一：锂离子电池进行充放电分容；

步骤二：将步骤一中的电池分选出来的容量按照1%的波动公差进行分档；

步骤三：将上述步骤中分档的电池进行分别测试，用低于0.2C的电流进行恒流充电至5%-20%的电量；

步骤四：在25℃±3℃的温度条件下搁置4～8h；

步骤五：对完成上述步骤后的电池测试电压为V1；

步骤六：将上述步骤的电池进行高温老化3-5天，随后再进行常温老化1-2天；

步骤七：对完成上述步骤后的电池测试电压为V2，并测试10s-30s直流内阻DCIR；

步骤八：将容量为同一档电池的测量电压V1、V2和直流内阻DCIR的数据进行分析；电池V1-V2自放电压差不超过20mV，配组电池之间电压压差小于10mV分为一档，并对DCIR进行分析，将其中DCIR数值异常和DCIR2\DCIR1为负值的部分电池去除掉。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法，其特征在于：所述锂离子电池为磷酸铁锂电池、镍钴锰酸锂电池、镍钴铝酸锂电池或锰酸锂电池。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法，其特征在于：所述步骤一中的充放电分容分别通过两阶段进行冲放电循环，第一阶段以0.1C-0.2C的电流进行恒流充电至40％～65％荷电状态，并进行恒流放电；第二阶段以0.5C-0.8C的电流进行恒流充电至40％～65％荷电状态，并进行恒流放电。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法，其特征在于：所述步骤一中的恒流放电阶段的放电电流为0.5C-0.8C。

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法，其特征在于：所述步骤六中的高温老化温度在40~45℃，常温温度控制在25℃±3℃。

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