CN111123117A - 一种三元锂离子电池自放电的筛选工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三元锂离子电池自放电的筛选工艺，包括以下步骤：将电池分容后，于常温静置y天，其中y≥1；对电池进行第一次OCV测试，电压记录为V1；对电池进行挤压，并保持挤压状态；将电池于温度T静置x1天，常温静置x2天，其中，T≥45℃，x1≥2，x2≥3；对电池进行第二次OCV测试，电压记录为V2；以3σ标准剔除K值异常电池，其中，K=（V1‑V2）/（x1+x2），将K>μ+3σ电池剔除。本发明中的自放电筛选方法可以有效的提高锂离子电池自放电筛选的可靠性，提高自放电筛选计算精度，缩短自放电筛选的时间成本和损耗成本，同时对电池起到的表面整形作用，有利于电池后期的模组。

Description

一种三元锂离子电池自放电的筛选工艺

技术领域

本发明涉及锂离子电池生产技术领域，具体涉及一种三元锂离子电池自放电的筛选工艺。

背景技术

锂离子电池在生活中的应用越来越普遍，从手机到3C产品及汽车领域，对锂离子电池的需求越来越高。

由于锂离子电池单体电压及容量较低，因此运用到公交、家庭代步轿车等工具上时必须将多块锂离子电池串联或并联起来以达到这些工具的使用要求。这就要求这些串联或并联的单体电池的一致性很高。

所谓电池的自放电指的是含一定电量的电池，在某一温度下，在保存一段时间后，会损失一部分容量，也就是说自放电是电池在没有使用情况下的容量损失，其主要是由于电池内部存在金属碎屑、灰尘及黑点导致其内部微短路以及化成不充分所致，电池存在微短路自然就会消耗其容量，化成不充分电池在老化过程中其也会不断地消耗内部能量。自放电不一致的电池在一段时间储存后SOC会发生较大的差异，极大的影响它的容量和安全性。

现有技术中的一种有效筛选自放电电池的方法，其采用小倍率充电至低电压拐点状态下，再通过挤压及高温静置来进行自放电筛选的技术方案，但该方案仅适用于实验阶段，批量生产会加大分容难度延长分容时间效率，同时高温静置后再自然冷却到室温，其时间无法精确控制，而且低电压态电池实际自放电较小，这些都使得自放电计算精度下降。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种三元锂离子电池自放电的筛选工艺，本发明在筛选工艺中将挤压工艺与高温、常温静置结合的方式，使得自放电筛选更加可靠、缩短时间成本，减小损耗，能够更加有效的剔除异常电池，解决了现有技术的自放电筛选工艺仅适用于实验阶段，批量生产困难且自放电计算精度下降的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种三元锂离子电池自放电的筛选工艺，包括以下步骤：

将电池分容后，于常温静置y天，其中y≥1；可以理解的是，这里的常温指的为本领域公认的25℃，优选的，静置天数y为1-3天；

对电池进行第一次OCV测试，电压记录为V1；

对电池进行挤压，并保持挤压状态；

将电池于温度T静置x1天，常温静置x2天，其中，T≥45℃，为45℃～60℃，x1≥2，x2≥3；

对电池进行第二次OCV测试，电压记录为V2；

以3σ标准剔除K值异常电池，其中，K=（V1-V2）/（x1+x2）， 将K>μ+3σ电池剔除，其中μ是数据均值，σ是数据标准差。

本发明首先对电池进行分容后常温静置，这样可以消除电池分容充放电过程中的极化对自放电筛选的影响。而后增加了挤压工步，一方面一定压力的挤压可以使电池内部的颗粒等缺陷在高温及常温静置的自放电筛选中更容易暴露，使自放电筛选更加有效的剔除异常电池，另一方面电池的挤压可以对电池起到整形作用，使电池表明更加平整，有利于后期的PACK模组。在挤压工步的基础上结合高、低温静置的方式，高温可以加快异常电池的自放电，而常温可以解决成本，将上述工序结合可以保证自放电筛选的可靠性，自放电计算精度高，缩短时间成本，同时也减小了损耗成本，可用于批量筛选。

进一步的，所述电池分容的结束状态不低于60%SOC。

优选的，所述温度T为45℃～60℃。

进一步的，所述挤压状态的挤压压力不低于500N，保持时间不低于5min。作为优选，在本发明的一些实施方式中，挤压压力为500-1000N，保压时间为5-10min。

进一步的，所述K值的筛选符合3σ标准。

进一步的，所述第二次OCV测试后，电压精度V1/V2不高于0.1mV。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明在分容后第一次OCV测试前，电池静置至少1天，可以消除分容充放电过程造成的电池极化对自放电筛选的影响；

本发明在自放电筛选中增加挤压工步，一方面可以有效剔除金属颗粒等微短路形成的自放电异常电池；另一方面可以对电池表面起到整形的作用，有利于后续PACK操作；

在挤压工步的基础上，配合采用高温静置和常温静置结合的方法，可以提高自放电效率和缩短自放电筛选周期，提高自放电计算精度。

本发明中的自放电筛选方法可以有效的提高锂离子电池自放电筛选的可靠性，缩短自放电筛选的时间成本和损耗成本，同时对电池起到的表面整形作用，有利于电池后期的模组。

附图说明

图1为本发明实施例中自放电K1和自放电K2的直方图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

本实施例使用INP2714897方形50Ah铝壳电池，分容以3.85V（75%SOC）结束为例，常温静置1天后对电池做挤压、高温静置（3天）及常温静置（4天），计算自放电K2值。具体步骤如下：

对比例

本对比例使用INP2714897方形50Ah铝壳电池，电池筛选工艺步骤如下：

电池以75%SOC下结束分容，常温搁置1天；

第一次OCV测试，电压记录为V1；

电池常温静置7天；

第二次OCV测试，电压记录为V2；

计算K1值，K1=（V1-V2）/7，以3σ标准，K1>μ+3σ电池剔除。

实施例

本实施例使用INP2714891方形50Ah铝壳电池，分容以3.85V（75%SOC）结束为例，常温静置1天后对电池做挤压、高温静置（3天）及常温静置（4天），计算自放电K2值。

本实施例中电池筛选工艺步骤如下：

电池以75%SOC下结束分容，常温搁置1天；

进行第一次OCV测试，电压记录为V3；

以800N对电池进行挤压，保持挤压状态5min；

电池45℃高温静置3天，再以常温静置4天；

进行第二次OCV测试，电压记录为V4；

计算K2值，K2=（V3-V4）/(3+4)，以3σ标准，将K2>μ+3σ电池剔除。

图1是实验电池自放电K1/K2数据，K2自放电明显高于K1，且异常电池表现更加明显更容易判断。以正态分布图计算K1，μ+3σ=0.44，可以筛选出2只异常电池；以正态分布图计算K2，μ+3σ=0.64，可以筛选出3只异常电池，把潜在安全风险电池挑出。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种三元锂离子电池自放电的筛选工艺，其特征在于，包括以下步骤：

将电池分容后，于常温静置y天，其中y≥1；

对电池进行第一次OCV测试，电压记录为V1；

对电池进行挤压，并保持挤压状态；

将挤压后的电池于温度T静置x1天，再于常温静置x2天，其中，T≥45℃，x1≥2，x2≥3；

对电池进行第二次OCV测试，电压记录为V2；

以3σ标准剔除K值异常电池，其中，K=（V1-V2）/（x1+x2），将K>μ+3σ电池剔除。

2.如权利要求1所述的筛选工艺，其特征在于，所述电池分容的结束状态不低于60%SOC。

3.如权利要求1所述的筛选工艺，其特征在于，所述温度T为45℃～60℃。

4.如权利要求1所述的筛选工艺，其特征在于，所述挤压状态的挤压压力不低于500N，保持时间不低于5min。

5.如权利要求1所述的筛选工艺，其特征在于，所述K值的筛选符合3σ标准。

6.如权利要求1所述的筛选工艺，其特征在于，所述第二次OCV测试后，电压精度V1/V2不高于0.1mV。

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