CN111722128A - 一种锂电池低压配组方法 - Google Patents

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Abstract

一种锂电池低压配组方法，包括如下步骤：将化成后的锂电池放到高温真空烘箱中，进行一次老化；一次老化后的电池进行容量测试流程和放电过程电压测试流程；之后，锂电池按照0.1‑0.2C倍率电流补电至3.3‑3.5V电压，补电截至电流为0.01‑0.05C；补电后的锂电池放置于高温真空烘箱中做二次老化；二次老化结束后，测试并记录锂电池的静态电压与静态内阻，将静态电压及静态内阻与步骤b中记录的容量、放电过程电压按照条件进行统一筛分分组，完成锂电池配组。本发明充放电测试后将电池进行补电至电压为3.3‑3.5V电压，低于锂电池平台电压，提高电池间的差异性，更利于分组，提高电池配组的一致性。

Description

一种锂电池低压配组方法
技术领域
本发明涉及一种锂电池低压配组方法，属于锂电池技术领域。
背景技术
随着国家对新能源的大力推进，锂离子电池迎来了其快速发展的时代。锂离子电池以其能量密度高、形状可定制、对环境无污染等特征正逐渐被大众所接受。由于锂电池单体电压较低，实际运用时往往需要配组使用，以提高电池应用性能。
目前，锂电池配组方法多采用常规配组，即统计锂电池的容量，半电状态下老化后的电压与内阻，通过对三个参数按照一定标准进行分选确定不同档位配组。常规配组时，锂电池处于半电状态，配组电压为3.85-3.95V，电池电压处在锂电池放电平台平稳阶段（锂电池平台电压为3.7-3.8V），各锂电池之间差异不易区分，这样降低了电芯配组的一致性，从而影响电池的整体性能。
发明内容
本发明为克服现有技术弊端，提供一种锂电池低压配组方法，优化锂电池配组时电压，将放电过程电压和二次老化后电压均作为配组电压，降低老化后电压范围至3.3-3.5V，低于锂电池平台电压3.7-3.8V，提高电池间的差异性，更利于分组，提高电池配组的一致性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种锂电池低压配组方法，所述配组方法包括如下步骤：
a、将化成后的锂电池放到高温真空烘箱中，进行一次老化；
b、一次老化后的电池进行容量测试流程和放电过程电压测试流程，记录测试容量及放电过程电压，并进行分组；
c、容量测试和放电过程电压测试分组后的锂电池按照0.1-0.2C倍率电流补电至3.3-3.5V电压，补电截至电流为0.01-0.05C；
d、补电后的锂电池放置于高温真空烘箱中做二次老化；
e、二次老化结束后，测试并记录锂电池的静态电压与内阻，将静态电压及内阻与步骤b中记录的容量、放电过程电压按照条件进行统一筛分分组，完成锂电池配组。
上述锂电池低压配组方法，所述步骤b中，容量测试流程为先将锂电池充满电，然后以锂电池实际使用时电流大小做倍率放电，放电结束后记录容量，并按照容量0.5-1%以内分组。
上述锂电池低压配组方法，所述步骤b中，放电过程电压测试流程为根据使用电流做放电测试，记录放电时间50-60%时的过程电压，并按照电压3‰以内分组。
上述锂电池低压配组方法，所述步骤e中，静电电压按照3‰以内分组，静态内阻按照20%以内分组。
上述锂电池低压配组方法，所述步骤a和c中，高温真空箱老化温度为35-45℃，真空度≤-0.06Mpa，老化时间为3-7天。
本发明的有益效果是：
本发明采用高温真空老化加速锂电池内部副反应速度，保证电池的稳定性；通过优化测试流程设置，增加了放电过程电压作为配组因素，提高电池配组一致性；二次老化前利用电流对锂电池进行补电至3.3-3.5V，此电压低于锂电池平台电压（3.7-3.8V），补电后的锂电池在老化后的静态电压会趋于分散，即静态电压的差异性更明显，电池之间的不同点更能体现出来，通过此时的静态电压分组筛选，提高了电池配组的一致性，进一步提高了锂电池组的使用寿命。
附图说明
图1为锂电池充电电压曲线图；
图2为本发明低压配组与常规配组后电池循环后压差变化图；
图3为常规方法配组后锂电池电压随老化时间变化曲线图；
图4为本发明方法配组后锂电池电压随老化时间变化曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
参看图1，锂电池充电过程具有一个平稳区，即电池平台区，其电压范围为3.7-3.8V，常规配组方法测试的电压值为3.85-3.95V，接近平台电压，各电池之间的差异小，不利于电池筛分分组，影响电池配组的一致性。本发明在二次老化前利用0.1-0.2C倍率电流补电至3.3-3.5V电压，使电池电压明显低于平台电压，利用各电池之间的明显差异，便于筛分分组，从而使电池配组一致性更高。将一次老化后的电池容量、放电过程电压、二次老化后的静态电压、静态电阻按照标准进行筛分分组，进一步完成电池配组。其中容量按照0.5-1%以内进行分组，放电过程电压按照压差3‰以内分组；静态电压（即开路电压）按照压差3‰以内分组；静态电阻按照阻差20%以内分组。
实施例1
步骤1、将半电状态（锂电池化成后的状态）下锂电池放入高温真空烘箱内静置做一次老化，烘箱温度为35-45℃，真空度≤-0.06Mpa，老化时间为3天；
步骤2、将一次老化结束后的锂电池上到分容柜，设定容量与过程电压测试流程。流程设定时，考虑锂电池是半电状态，先将现有电量放完，静置10分钟后，使用0.5C电流将电池补满电，静置10分钟后，按照0.5C放完电；放电结束后，记录每个锂电池容量C，并按照容量的1%以内分组；
同时放电时间为50-60%时，记录锂电池放电过程电压，并将该电压按照2‰以内分组；
步骤3、锂电池做完容量与过程电压测试分组后，按照0.1-0.2C电流将锂电池补电至3.3-3.5V，截止电流0.01-0.05C；
步骤4、补电结束后，将锂电池继续放到高温真空烘箱中做二次老化，烘箱温度35-45℃，真空度≤-0.06Mpa，老化时间为7天；
步骤5、二次老化结束后测试锂电池静态电压与静态内阻，结合步骤2中容量与放电过程电压测试分组结果，将锂电池进行筛选分组，静态电压按照3‰以内分组；静态电阻按照组差20%以内分组，最终完成锂电池配组。
将常规配组方法配组后的电池性能与本发明方法配组后的电池性能进行对比。常规配组方法为：常温老化后，根据电池电压、容量及内阻按一定标准进行配组。
对比通过常规配组与本发明低压配组得到的电池组，记录电池组循环使用过程中配组电池间电压差异，即记录电池组单次循环放电结束时电池间的电压差异，通过观察发现本发明低压配组的电池循环使用不同时间，电池间电压差明显低于常规配组电池，如图2，本发明低压配组得到的电池组在循环使用5周后，电池间压差为30mV，循环使用30周后，电池间压差仅为44mV，而常规配组后的电池组，在循环使用5周后，电池间压差高达233mV，循环使用30周后，电池间的压差为272mV，远远高于本发明配组电池。循环使用后电池间差异越小，电池组使用寿命会越长，体现本发明低压配组优势。
将常规配组得到的锂电池和本发明低压配组得到的锂电池进行不同时间老化后，进行电压压差对比。参看图3，采用常规配组的同一锂电池组内，1﹟至3﹟电池在相同老化时间后，各电池之间的电压差异变化较为明显，且随着老化时间的延长，各电池之间电压差异越来越大。较大的压差会造成电池组以低压电池为准，电池组使用寿命会缩短。参看图4，采用本发明低压配组方法配组后的电池，同一锂电池组内，4﹟至6﹟电池随着老化时间的延长，电池间电压差异基本相同，变化不明显。因此，本发明低压配组能提高电池配组一致性。

Claims (5)

1.一种锂电池低压配组方法，其特征在于：所述配组方法包括如下步骤：
a、将化成后的锂电池放到高温真空烘箱中，进行一次老化；
b、一次老化后的电池进行容量测试流程和放电过程电压测试流程，记录测试容量及放电过程电压，并进行分组；
c、容量测试和放电过程电压测试分组后的锂电池按照0.1-0.2C倍率电流补电至3.3-3.5V电压，补电截至电流为0.01-0.05C；
d、补电后的锂电池放置于高温真空烘箱中做二次老化；
e、二次老化结束后，测试并记录锂电池的静态电压与静态内阻，将静态电压及静态内阻与步骤b中记录的容量、放电过程电压按照条件进行统一筛分分组，完成锂电池配组。
2.根据权利要求1所述的锂电池低压配组方法，其特征在于：所述步骤b中，容量测试流程为先将锂电池充满电，然后以锂电池实际使用时电流大小做倍率放电，放电结束后记录容量，并按照容量0.5-1%以内分组。
3.根据权利要求2所述的锂电池低压配组方法，其特征在于：所述步骤b中，放电过程电压测试流程为根据使用电流做放电测试，记录放电时间50-60%时的过程电压，并按照电压3‰以内分组。
4.根据权利要求3所述的锂电池低压配组方法，其特征在于：所述步骤e中，静电电压按照3‰以内分组，静态内阻按照20%以内分组。
5.根据权利要求4所述的锂电池低压配组方法，其特征在于：所述步骤a和c中，高温真空箱老化温度为35-45℃，真空度≤-0.06Mpa，老化时间为3-7天。
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