CN112366370B - 锂离子电池配组方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种锂离子电池配组方法，包括：将化成后的锂离子电池以电流I1恒流放电至截止电压，以恒流恒压对锂离子电池充电至截止电压；记录锂离子电池的充电相关信息；对锂离子电池以电流I1恒流放电至截止电压；记录锂离子电池的放电相关信息；对锂离子电池以电流I1恒流充电时长t2，静置时长t3后测锂离子电池电压V3；对锂离子电池以电流I2恒流放电时长t6后测锂离子电池电压V4；计算自放电率K；根据自放电率K剔除异常的锂离子电池；为剩余的锂离子电池计算充放电效率、充电温升、放电温升、直流内阻；对剩余的锂离子电池分档及配组。本发明参考上述各种参数对电池分档及配组可确保在所有容量状态下的一致性，提升电池组长期运行的稳定性。

Description

锂离子电池配组方法
技术领域
本申请涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池配组方法。
背景技术
新能源行业在国家政策补助与支持情况下，成为了近10年来发展最快的行业之一。锂离子电池的广泛使用为新能源行业的崛起推波助澜。无论是动力行业还是储能行业，供应商一般是以电池组的形式进行供货，作为电池组基本单元的电芯，自身的一致性直接影响电池组性能的发挥。
目前，各电池厂商主要关注电芯静态和动态一致性的影响因素。常规的配组方式，利用如容量、内阻、自放电、充放电平台、充放电曲线等各类参数作为常用的分档标准可以在一定程度上保证电池组的一致性。但是这些指标，也仅仅能够保证电池组在其配组容量状态下的一致性，不能够保证在所有容量状态下的一致性。目前各家对于如何提升电池组一致性的研究较多，但是以上的挑选方法也仅仅是能够保证电池组充放电末端其中一端的一致性，而不能同时保证充放电末端的一致性都好,这将会导致电池组能够充进较多的电，但放不出全部的电；或者电池组不能够完全充满，仅能够保证放空，造成电池组在长期运行的过程中可用容量不断下降，性能逐步劣化。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种锂离子电池配组方法，能够保证电池组在所有SOC状态下的一致性，提升电池组在长期运行中的容量发挥、一致性和稳定性。
所述锂离子电池配组方法包括：
步骤一、将化成后的每个锂离子电池以第一预定电流I1恒流放电至截止电压，再以恒流恒压对所述每个锂离子电池充电至截止电压；记录所述每个锂离子电池的充电相关信息，包括：充电容量Q充、恒流充电比η、充电初始温度T0和末期温度T0'、充电中值电压V充中；将所述每个锂离子电池静置时长t1后，测量所述每个锂离子电池的满电电压V1；
步骤二、对所述每个锂离子电池以第一预定电流I1恒流放电至截止电压；记录所述每个锂离子电池的放电相关信息，包括：放电容量Q放、放电初始温度T1和末期温度T1'、放电中值电压V放中；将所述每个锂离子电池静置时长t1后，测量所述每个锂离子电池的空电电压V2；
步骤三、对所述每个锂离子电池以第一预定电流I1恒流充电时长t2，将所述每个锂离子电池静置时长t3后，测量所述每个锂离子电池的电压V3；对所述每个锂离子电池以第二预定电流I2恒流放电时长t6后测量所述每个锂离子电池的电压V4；
步骤四、对所述每个锂离子电池以第一预定电流I1充电时长t5，将所述每个锂离子电池静置时长t3后测量所述每个锂离子电池的电压V5，将所述每个锂离子电池静置时长t4后测量所述每个锂离子电池的电压V6和内阻R；根据所述每个锂离子电池的电压V5和V6以及时长t4计算每个锂离子电池的自放电率K，其中，K＝(V5-V6)/t4；根据所述多个锂离子电池中的每个锂离子电池的自放电率K，从所述多个锂离子电池中剔除异常的锂离子电池，获得剩余的锂离子电池；
步骤五、为所述剩余的锂离子电池中的每个锂离子电池计算充放电效率Qη＝Q放/Q充、充电温升△T0＝T0'-T0、放电温升△T1＝T1'-T1、直流内阻R'＝(V4-V3)/I2；
步骤六、基于设定的分档标准，根据所述剩余的锂离子电池中的每个锂离子电池的Q充、η、V充中、V1、△T0、Q放、V放中、V2、△T1、K、V6、R、Qη、R'，对所述剩余的锂离子电池进行分档，以及对分档后的所述剩余的锂离子电池进行配组。
优选地，所述时长t1的取值范围为[6h,12h]，所述时长t3的取值范围为[6h,12h]。
优选地，所述时长t2的取值范围为[50min,60min]，所述时长t5的取值范围为[50min,60min]。
优选地，所述时长t4的取值范围为[72h,96h]。
优选地，所述时长t6的取值范围为[10s,30s]。
优选地，所述步骤一至步骤六的测试环境温度为25±2℃。
优选地，所述分档标准包括：充电容量Q充的偏差≤0.5％，放电容量Q放的偏差≤0.5％，恒流充电比η的偏差≤2.0％，充放电效率Qη的偏差≤1.0％，充电中值电压V充中的偏差≤5.0％，放电中值电压V放中的偏差≤5.0％，满电电压V1的偏差≤5.0％，空电电压V2的偏差≤5.0％，充电温升△T0的偏差≤6.0％，放电温升△T1的偏差≤6.0％，自放电率K的偏差≤20.0％，电压V6的偏差≤5.0％，内阻R的偏差≤10.0％，直流内阻R'的偏差≤10.0％。
本申请的实施方式提供的锂离子电池配组方法，能够保证电池组在所有SOC状态下的一致性，提升电池组在长期运行中的容量发挥、一致性和稳定性。
附图说明
图1是根据本申请一实施方式的锂离子电池配组方法的流程图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步详细说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
请参阅图1，为根据本申请一实施方式的锂离子电池配组方法的流程图。根据不同的需求，所述流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。所述锂离子电池配组方法可以包括以下步骤：
步骤一、将化成后的多个锂离子电池中的每个锂离子电池以第一预定电流I1恒流放电至截止电压，再以恒流恒压对所述每个锂离子电池充电至截止电压；记录所述每个锂离子电池的充电相关信息，包括：充电容量Q充、恒流充电比η、充电初始温度T0和末期温度T0'、充电中值电压V充中；将所述每个锂离子电池静置时长t1后，测量所述每个锂离子电池的满电电压V1。
在一个实施例中，所述时长t1的取值范围为[6h,12h]。
步骤二、对所述每个锂离子电池以第一预定电流I1恒流放电至截止电压；记录所述每个锂离子电池的放电相关信息，包括：放电容量Q放、放电初始温度T1和末期温度T1'、放电中值电压V放中；将所述每个锂离子电池静置时长t1后，测量所述每个锂离子电池的空电电压V2。
步骤三、对所述每个锂离子电池以第一预定电流I1恒流充电时长t2，将所述每个锂离子电池静置时长t3后，测量所述每个锂离子电池的电压V3；对所述每个锂离子电池以第二预定电流I2恒流放电时长t6后测量所述每个锂离子电池的电压V4。
在一个实施例中，所述时长t2的取值范围为[50min,60min]。
在一个实施例中，所述时长t3的取值范围为[6h,12h]。
在一个实施例中，所述时长t6的取值范围为[10s,30s]。
步骤四、对所述每个锂离子电池以第一预定电流I1充电时长t5，将所述每个锂离子电池静置时长t3后测量所述每个锂离子电池的电压V5，将所述每个锂离子电池静置时长t4后测量所述每个锂离子电池的电压V6和内阻R；根据所述每个锂离子电池的电压V5和V6以及时长t4计算每个锂离子电池的自放电率K，其中，K＝(V5-V6)/t4；根据所述多个锂离子电池中的每个锂离子电池的自放电率K，从所述多个锂离子电池中剔除异常的锂离子电池，获得剩余的锂离子电池。
在一个实施例中，所述时长t4的取值范围为[72h,96h]。
在一个实施例中，所述时长t5的取值范围为[50min,60min]。
本实施例中，所述异常的锂离子电池的自放电率K的取值不属于预设的范围。所述剩余的锂离子电池中的每个锂离子电池的自放电率K的取值属于所述预设的范围。
举例而言，假设所述预设的范围为小于或等于K1，假设所述多个锂离子电池中的某个锂离子电池的K大于K1，则将该某个锂离子电池作为异常的锂离子电池，从所述多个锂离子电池中剔除出所述某个锂离子电池。
步骤五、为所述剩余的锂离子电池中的每个锂离子电池计算充放电效率Qη＝Q放/Q充、充电温升△T0＝T0'-T0、放电温升△T1＝T1'-T1、直流内阻R'＝(V4-V3)/I2。
步骤六、基于设定的分档标准，根据所述剩余的锂离子电池中的每个锂离子电池的Q充、η、V充中、V1、△T0、Q放、V放中、V2、△T1、K、V6、R、Qη、R'，对所述剩余的锂离子电池进行分档，以及对分档后的所述剩余的锂离子电池进行配组。例如，将同一档的锂离子电池配组。
在一个实施例中，所述分档标准包括：充电容量Q充的偏差≤0.5％，放电容量Q放的偏差≤0.5％，恒流充电比η的偏差≤2.0％，充放电效率Qη的偏差≤1.0％，充电中值电压V充中的偏差≤5.0％，放电中值电压V放中的偏差≤5.0％，满电电压V1的偏差≤5.0％，空电电压V2的偏差≤5.0％，充电温升△T0的偏差≤6.0％，放电温升△T1的偏差≤6.0％，自放电率K的偏差≤20.0％，电压V6的偏差≤5.0％，内阻R的偏差≤10.0％，直流内阻R'的偏差≤10.0％。
举例而言，可以将充电容量Q充的偏差≤0.5％的锂离子电池分为同一档，将放电容量Q放的偏差≤0.5％的锂离子电池为同一档。
在一个实施例中，所述步骤一至步骤六的测试环境温度为25±2℃。
利用本发明提出的筛选方式进行机箱的制备，与通过现有技术中的筛选方式配组的机箱进行测试后的数据对比如下。以循环过程中运行电压的变化对压差一致性的影响为判定标准。两种筛选方式配组的机箱测试结果如下：
Figure BDA0002707892980000051
Figure BDA0002707892980000061
本发明提出的筛选方式配组的机箱样品与现有筛选方式配组的机箱样品在初始阶段的充放电压差均能够保持良好状态；在100圈高温循环之后，现有筛选方式配组的机箱充放电两端均出现了较大偏差，尤其是在放电端末期的压差变化尤为更加突出；但本发明提出的筛选方式配组的机箱充放电两端的压差情况依旧良好。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将本申请上述的实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。

Claims (6)

1.一种锂离子电池配组方法，其特征在于，该方法包括：
步骤一、将化成后的多个锂离子电池中的每个锂离子电池以第一预定电流I1恒流放电至截止电压，再以恒流恒压对所述每个锂离子电池充电至截止电压；记录所述每个锂离子电池的充电相关信息，包括：充电容量Q充、恒流充电比η、充电初始温度T0和末期温度T0'、充电中值电压V充中；将所述每个锂离子电池静置时长t1后，测量所述每个锂离子电池的满电电压V1；
步骤二、对所述每个锂离子电池以第一预定电流I1恒流放电至截止电压；记录所述每个锂离子电池的放电相关信息，包括：放电容量Q放、放电初始温度T1和末期温度T1'、放电中值电压V放中;将所述每个锂离子电池静置时长t1后，测量所述每个锂离子电池的空电电压V2；
步骤三、对所述每个锂离子电池以第一预定电流I1恒流充电时长t2，将所述每个锂离子电池静置时长t3后，测量所述每个锂离子电池的电压V3；对所述每个锂离子电池以第二预定电流I2恒流放电时长t6后测量所述每个锂离子电池的电压V4；
步骤四、对所述每个锂离子电池以第一预定电流I1充电时长t5，将所述每个锂离子电池静置时长t3后测量所述每个锂离子电池的电压V5，将所述每个锂离子电池静置时长t4后测量所述每个锂离子电池的电压V6和内阻R；根据所述每个锂离子电池的电压V5和V6以及时长t4计算每个锂离子电池的自放电率K，其中，K=（V5-V6）/ t4；根据所述多个锂离子电池中的每个锂离子电池的自放电率K，从所述多个锂离子电池中剔除异常的锂离子电池，获得剩余的锂离子电池；
步骤五、为所述剩余的锂离子电池中的每个锂离子电池计算充放电效率Qη=Q放/Q充、充电温升△T0=T0'-T0、放电温升△T1=T1'-T1、直流内阻R'=(V4-V3)/I2；
步骤六、基于设定的分档标准，根据所述剩余的锂离子电池中的每个锂离子电池的Q充、η、V充中、V1、△T0、Q放、V放中、V2、△T1、K、V6、R、Qη、R'，对所述剩余的锂离子电池进行分档，以及对分档后的所述剩余的锂离子电池进行配组，其中，所述分档标准包括：充电容量Q充的偏差≤0.5%，放电容量Q放的偏差≤0.5%，恒流充电比η的偏差≤2.0%，充放电效率Qη的偏差≤1.0%，充电中值电压V充中的偏差≤5.0%，放电中值电压V放中的偏差≤5.0%，满电电压V1的偏差≤5.0%，空电电压V2的偏差≤5.0%，充电温升△T0的偏差≤6.0%，放电温升△T1的偏差≤6.0%，自放电率K的偏差≤20.0%，电压V6的偏差≤5.0%，内阻R的偏差≤10.0%，直流内阻R'的偏差≤10.0%。
2.如权利要求1所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，所述时长t1的取值范围为[6h,12 h]，所述时长t3的取值范围为[6 h,12 h]。
3.如权利要求1所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，所述时长t2的取值范围为[50min, 60 min]，所述时长t5的取值范围为[50 min, 60 min]。
4.如权利要求1所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，所述时长t4的取值范围为[72h, 96h]。
5.如权利要求1所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，所述时长t6的取值范围为[10s, 30s]。
6.如权利要求1所述的锂离子电池配组方法，其特征在于，所述步骤一至步骤六的测试环境温度为25 ± 2℃。
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