CN111781510A - 一种筛选自放电异常电池的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种筛选自放电异常电池的方法，包括如下步骤：S1、取化成后的电池，充电至50‑100％SOC，然后静置，剔除胀气、漏液或烧蚀的电池；S2、取S1中剩下的电池进行分容处理，并计算电池的n值，剔除胀气、漏液、烧蚀或n≤0.98的电池，其中，n＝Q1/C，Q1为S1中静置后首次放电容量，C为S1中充电后的容量；S3、取S2中剩下的电池静置3‑24h，然后检测电池的电压V1和内阻R1，剔除V1≤10mV或R1大于电芯交流内阻的电池；S4、取S3中剩下的电池静置d天，然后检测电池的电压V2和内阻R2，计算K值，剔除V2≤2.0V或K＞2的电池，其中，K＝(V2‑V1)*1000/d。
Description
技术领域
本发明涉及电池自放电筛选技术领域，尤其涉及一种筛选自放电异常电池的方法。
背景技术
导致锂电池自放电异常的原因很多，主要分为物理微短路和化学反应两种，物理短路主要有粉尘、金属碎屑、异物等，化学反应主要是水含量超标、电解液溶剂不匹配、SEI膜不稳定等。
物理微短路是造成锂电池低压的直接原因，其直接表现是电池在常温、高温存储一段时间后，电池电压低于正常截止电压。与化学反应引起自放电相比，物理微短路引起的自放电是不会造成锂电池容量不可逆的损失的。引起物理微短路的情况很多，分为如下几种：
a、粉尘和毛刺，我们将微短路的电池拆开，经常发现电池的隔膜上会出现黑点。如果黑点的位置处于隔膜中间，那么便大概率是粉尘击穿。如果黑点处于边缘位置占多数，便是极片分切过程中产生的毛刺引起的，这两点比较好辨别。
b.金属异物，金属异物导致电池自放电过大的原理因为金属异物在外加电压下发生了氧化还原反应。在电池中，金属杂质发生化学和电化学腐蚀反应，溶解到电解液中：M→Mn++ne-；此后，Mn+迁移到负极，并发生金属沉积：Mn++ne-→M；随着时间的增加，金属枝晶在不断生长，最后穿透隔膜，导致正负极的微短路，不断消耗电量，导致自放电异常，电压降低。
正极的金属杂质经过充电反应后，也是击穿隔膜，在隔膜上形成黑点，造成了物理微短路。一般来说，只要是金属杂质，都会对电池自放电产生较大影响，一般是金属单质影响最大。据部分文献所述，影响排序如：Cu＞Zn＞Fe＞Fe2O3。比如很多正极铁锂材料就会面临自放电过大的问题，也就是铁杂质超标引起的。
由于原电池的形成，负极金属杂质会游离出来，在隔膜处沉积而造成隔膜导通，形成物理微短路，国内某些低端的负极材料经常会遇见这样的情况。负极浆料中的金属杂质对自放电的影响力不及正极中的金属杂质，其中Cu、Zn对自放电影响较大。
c、辅材的金属杂质，例如CMC、胶带中的金属杂质。
化学反应分为如下几种：
a、水分，水分造成电解液分解，释放出大量的电子，电子再嵌入到正极氧化结构中，从而引起正极电位下降，造成低压；另外，当电池中有水存在时，其会与LiPF6反应，生产HF等腐蚀性气体；同时与溶剂等反应产生CO2等气体引起电池膨胀；HF会与电池中众多物质如SEI主要成分反应，破坏SEI膜；生成CO2和H2O等；CO2引起电池膨胀，重新生成的H2O又参与LiPF6、溶剂等反应，形成恶性链式反应。
SEI膜破坏的后果有：1)、溶剂进入石墨层中与LixC6反应，引起不可逆容量损失；2)、破坏的SEI修复则要消耗Li+和溶剂等，进一步造成不可逆容量损失。
b、电解液溶剂，某些电解液溶剂加入后会引起电池的电压下降过快。
c、SEI膜不稳定，在存放过程中，由于仓库具有一定的温度，所以引起SEI膜的脱落和重新反应，造成电池胀气、低压等。
d、封装不良，极耳位置过封，可能造成极耳腐蚀而消耗锂源低压。其他位置过封，可能电解液透过CPP层腐蚀铝箔，而造成铝塑膜穿孔，进入水分造成低压胀气。很多时候，胀气和低压是一起出现的，这个时候往往都比较严重了，电池最终就会报废。
目前的筛选方法，一般是将电池充电至低SOC进行筛选，以使电池保持较低的电池，从而保证操作安全，同时，低SOC下电压随容量变化比较明显，但是这种方法很难检测出金属异物导致自放电异常的电池。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种筛选自放电异常电池的方法，本发明除了可以筛选出产线常规的自放电异常电芯，同时还能对含金属异物的隐患电芯进行有效筛选。
本发明提出的一种筛选自放电异常电池的方法，包括如下步骤：
S1、取化成后的电池，充电至50-100％SOC，然后静置，剔除胀气、漏液或烧蚀的电池；
S2、取S1中剩下的电池进行分容处理，并计算电池的n值，剔除胀气、漏液、烧蚀或n≤0.98的电池，其中，n＝Q1/C，Q1为S1中静置后首次放电容量，C为S1中充电后的容量；
S3、取S2中剩下的电池静置3-24h，然后检测电池的电压V1和内阻R1，剔除V1≤10mV或R1大于电芯交流内阻的电池；
S4、取S3中剩下的电池静置d天，然后检测电池的电压V2和内阻R2，计算K值，剔除V2≤2.0V或K＞2的电池，其中，K＝(V2-V1)*1000/d。
上述S3中的“电芯交流内阻”，是指在电池制造时，设定的最终制得的电池的电芯交流内阻。
优选地，在S4中，d＝7-15。
优选地，在S1中，于35-40℃静置8-24h。
优选地，在S2中，分容处理后的电池的剩余电量为3-5％SOC。
优选地，在S1中，化成后的电池，经清洗、干燥后，进行充电处理。
优选地，在带有防爆排气装置的密闭房间内静置。
优选地，充电、静置时，电池放置在托盘上，托盘的材料为阻燃非导体材料。
有益效果：
在电池制造过程中，电池组装的传统工艺为：化成—清洗—静置—分容等，本发明将其改为化成—清洗—补电—静置—分容，只是在清洗后加一步补电工艺，对产线变动很小，变动成本低，可操作性强。
本发明通过将电池充电至50-100％SOC，使得电池静置时，处于高电压状态，加速金属异物的化学反应和电化学腐蚀反应，从而加速金属异物反应，快速筛选出异常电芯。
本发明除了可以筛选出产线常规的自放电异常电芯，同时还能对含金属异物的隐患电芯进行有效筛选。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种筛选自放电异常电池的方法，包括如下步骤：
S1、取化成后的电池，经清洗、吹干后，运至补电柜，以0.2C的电流，充电至100％SOC，然后于38℃静置8h，剔除胀气、漏液或烧蚀的电池；
S2、取S1中剩下的电池进入分容柜，进行分容处理，并计算电池的n值，剔除胀气、漏液、烧蚀或n≤0.98的电池，其中，n＝Q1/C，Q1为S1中静置后首次放电容量，C为S1中充电后的容量，分容处理后的电池的剩余电量为5％SOC；
S3、取S2中剩下的电池静置24h，然后检测电池的电压V1和内阻R1，剔除V1≤10mV或R1大于电芯交流内阻的电池；
S4、取S3中剩下的电池静置d(d＝7)天，然后检测电池的电压V2和内阻R2，计算K值，剔除V2≤2.0V或K＞2的电池，其中，K＝(V2-V1)*1000/d。
实施例2
一种筛选自放电异常电池的方法，包括如下步骤：
S1、取化成后的电池，经清洗、吹干后，运至补电柜，以0.2C的电流，充电至90％SOC，然后于40℃静置10h，剔除胀气、漏液或烧蚀的电池；
S2、取S1中剩下的电池进入分容柜，进行分容处理，并计算电池的n值，剔除胀气、漏液、烧蚀或n≤0.98的电池，其中，n＝Q1/C，Q1为S1中静置后首次放电容量，C为S1中充电后的容量，分容处理后的电池的剩余电量为3％SOC；
S3、取S2中剩下的电池静置3h，然后检测电池的电压V1和内阻R1，剔除V1≤10mV或R1大于电芯交流内阻的电池；
S4、取S3中剩下的电池静置d(d＝15)天，然后检测电池的电压V2和内阻R2，计算K值，剔除V2≤2.0V或K＞2的电池，其中，K＝(V2-V1)*1000/d。
实施例3
一种筛选自放电异常电池的方法，包括如下步骤：
S1、取化成后的电池，经清洗、吹干后，运至补电柜，以0.2C的电流，充电至50％SOC，然后于35℃静置24h，剔除胀气、漏液或烧蚀的电池；
S2、取S1中剩下的电池进入分容柜，进行分容处理，并计算电池的n值，剔除胀气、漏液、烧蚀或n≤0.98的电池，其中，n＝Q1/C，Q1为S1中静置后首次放电容量，C为S1中充电后的容量，分容处理后的电池的剩余电量为5％SOC；
S3、取S2中剩下的电池静置24h，然后检测电池的电压V1和内阻R1，剔除V1≤10mV或R1大于电芯交流内阻的电池；
S4、取S3中剩下的电池静置d(d＝7)天，然后检测电池的电压V2和内阻R2，计算K值，剔除V2≤2.0V或K＞2的电池，其中，K＝(V2-V1)*1000/d。
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 (7)
1.一种筛选自放电异常电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、取化成后的电池，充电至50-100％SOC，然后静置，剔除胀气、漏液或烧蚀的电池；
S2、取S1中剩下的电池进行分容处理，并计算电池的n值，剔除胀气、漏液、烧蚀或n≤0.98的电池，其中，n＝Q1/C，Q1为S1中静置后首次放电容量，C为S1中充电后的容量；
S3、取S2中剩下的电池静置3-24h，然后检测电池的电压V1和内阻R1，剔除V1≤10mV或R1大于电芯交流内阻的电池；
S4、取S3中剩下的电池静置d天，然后检测电池的电压V2和内阻R2，计算K值，剔除V2≤2.0V或K＞2的电池，其中，K＝(V2-V1)*1000/d。
2.根据权利要求1所述筛选自放电异常电池的方法，其特征在于，在S4中，d＝7-15。
3.根据权利要求1或2所述筛选自放电异常电池的方法，其特征在于，在S1中，于35-40℃静置8-24h。
4.根据权利要求1-3任一项所述筛选自放电异常电池的方法，其特征在于，在S2中，分容处理后的电池的剩余电量为3-5％SOC。
5.根据权利要求1-4任一项所述筛选自放电异常电池的方法，其特征在于，在S1中，化成后的电池，经清洗、干燥后，进行充电处理。
6.根据权利要求1-5任一项所述筛选自放电异常电池的方法，其特征在于，在带有防爆排气装置的密闭房间内静置。
7.根据权利要求1-6任一项所述筛选自放电异常电池的方法，其特征在于，充电、静置时，电池放置在托盘上，托盘的材料为阻燃非导体材料。
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