CN112701370B - 激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动力电池领域，尤其涉及一种激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法。包括一种激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法，具体步骤如下：S1：用小电流对所述电池进行周期性充电和放电；S2：使放电截止电压为U0；S3：对所述电池进行周期性温度循环。通过对退役再进行梯次利用的动力电池进行小电流充放电后再温度循环，可以激活电池内的沉积锂和半沉积锂，进而有效提升1%~10%的容量。同时可以重整电池内的残余电解液，使电芯极片再次浸润，有效降低内阻，增加循环寿命。

Description

激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法
技术领域
本发明涉及动力电池领域，尤其涉及一种激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法。
背景技术
伴随着新能源汽车的快速推广，市场保有量不断增长，越来越多的新能源汽车后市场问题日益凸显，其中最为紧迫的将是新能源汽车动力电池的回收问题，做好动力电池的回收不仅真正关系到新能源汽车是否能够绿色环保的发展下去。
梯次利用是指某个已经使用过的产品已经达到原生设计寿命，在通过其他方法使其功能全部或部分恢复的继续使用过程，且该过程属于基本同级或降级应用的方式。在电动汽车动力电池进入大量回收阶段后，可以考虑将动力电池分梯度进行使用。将经过筛选，外观完好、没有破损、各功能元件有效的动力电池，根据剩余容量情况，二次使用在合适的应用场合。
但现有技术只是根据汽车退役动力电池的剩余容量做简单的筛选和再利用，并没有做一些技术处理，以最大限度的激活和利用动力电池的剩余价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种通过激活沉积锂和半沉积锂，把电解液重新整合进而激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法，具体步骤如下：
S1：用小电流对所述电池进行周期性充电和放电；
S2：使放电截止电压为U0；
S3：对所述电池进行周期性温度循环。
进一步的，对所述电池进行3、4或5周期温度循环。
进一步的，步骤S3的单周期温度循环过程为：初始温度为K0，经过T0时长，使温度下降至K1，再经过T1时长，使温度上升至K2，最后经过T2时长，使温度恢复至K0。
进一步的，步骤S3的单周期温度循环过程为：初始温度为K0，经过T0时长，使温度下降至K1并保持T00时长，再经过T1时长，使温度上升至K2并保持T11时长，最后经过T2时长，使温度恢复至K0。
进一步的，步骤S3的单周期温度循环过程为：初始温度为K0，经过T0时长，使温度上升至K1，再经过T1时长，使温度下降至K2，最后经过T2时长，使温度恢复至K0。
进一步的，步骤S3的单周期温度循环过程为：初始温度为K0，经过T0时长，使温度上升至K1并保持T00时长，再经过T1时长，使温度下降至K2并保持T11时长，最后经过T2时长，使温度恢复至K0。
进一步的，在温度从K1上升至K2的过程中，先从K1经过T3时长上升至K0，再从K0经过T4时长上升至K2。
进一步的，在温度从K1下降至K2的过程中，先从K1经过T3时长下降至K0，再从K0经过T4时长下降至K2。
进一步的，用小电流对所述电池进行2周期或3周期充电和放电。
进一步的，所述U0为1.0V~1.5V。
进一步的，所述小电流为0.01C~0.5C。
进一步的，所述温度循环的温度范围为-60℃~85℃。
进一步的，所述充电电流值与所述放电电流值相同。
进一步的，所述充电电流值和所述放电电流值为0.05C或0.1C。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
通过对退役再进行梯次利用的动力电池进行小电流充放电后再温度循环，可以激活电池内的沉积锂和半沉积锂，进而有效提升1%~10%的容量。同时可以重整电池内的残余电解液，使电芯极片再次浸润，有效降低内阻，增加循环寿命。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将通过实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
实施例：
一种激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法，具体步骤如下：
S1：用小电流对所述电池进行周期性充电和放电；
S2：使放电截止电压为U0；
S3：对所述电池进行周期性温度循环。
用小电流完成一次充电并放电至截止电压U0为一周期，再将完成了充放电的电池放入温度箱内进行周期性温度循环，通过对退役再进行梯次利用的动力电池，进行小电流充放电后再温度循环的处理方式，可以激活电池内的沉积锂和半沉积锂，进而有效提升1%~10%的容量。同时可以重整电池内的残余电解液，使电芯极片再次浸润，有效降低内阻，增加循环寿命。
其中优选的充放电周期为两周或三周， 进行两周或三周的充放电不仅能有效激活电池内部活性成分，而且一方面可以避免超三周耗时久，但效果与两周或三周相近的资源浪费；另一方面可以避免充放电一周不能有效激活电池内部活性成分，激活不充分，激活效果欠佳的情况。
优选的温度循环周期为三周、四周或五周，其中以五周为最优周期次数。三周、四周或五周能够使电池内部残余电解液有效的整合与融化，溶解沉积的活性锂，同时有效再次浸润电芯极片，一定程度降低电池内阻。小于3周，电池内部残余电解液不能有效整合、沉积的活性锂不能有效溶解；多余5周则效果相近，但耗时加长，经济想效益降低。温度循环的温度范围为-60℃~85℃，在上述温度范围内做温度循环不会影响电池的性能，且激活效果较好。温度循环过程最优保持温度变化率小于1.5℃/min，低温保持1.5h—4h，高温保持为1.5h—2.5h。
截止电压U0的范围为1.0V~1.5V，1.0V~1.5V能使负极及负极overhang区域的活性锂离子全部活跃，并回到正极，低于1.0V则可能引起过放析铜影响电池安全性，高于1.5V则不能使负极的活性锂全部活跃。行业内用小电流指代0.01C~0.5C的电流，实验显示当充电电流值与放电电流值相同，且充电电流值与放电电流值均为0.05C或充电电流值与放电电流值均为0.1C时，激活效果最佳。
实施例1，步骤S3的单周期温度循环过程为先降后升：将温度箱初始温度设置为K0，K0可以为25度，经过T0时长，T0可以为60分钟，使温度下降至K1，K1可以为-40度，再经过T1时长，T1可以为120分钟，使温度上升至K2，K2可以为60度，最后经过T2时长，T2可以为90分钟，使温度恢复至K0，按上述单周期温度循环过程重复4周。
实施例2，步骤S3的单周期温度循环过程为先降后升：将温度箱初始温度设置为K0，K0可以为25度，经过T0时长，T0可以为60分钟，使温度下降至K1并保持T00时长，K1可以为-40度，T00可以为90分钟，再经过T1时长，T1可以为150分钟，使温度上升至K2并保持T11时长，K2可以为60度，T11可以为110分钟，最后经过T2时长，T2可以为70分钟，使温度恢复至K0，按上述单周期温度循环过程重复5周。
实施例3，步骤S3的单周期温度循环过程为先降后升：将温度箱初始温度设置为K0，K0可以为25度，经过T0时长，T0可以为60分钟，使温度下降至K1，K1可以为-40度，再经过T3时长，T3可以为110分钟，使温度上升至K0，再从K0经过T4时长上升至K2，T4可以为80分钟，K2可以为60度，最后经过T2时长，T2可以为120分钟，使温度恢复至K0，按上述单周期温度循环过程重复3周。
实施例4，步骤S3的单周期温度循环过程为先降后升：将温度箱初始温度设置为K0，K0可以为25度，经过T0时长，T0可以为60分钟，使温度下降至K1并保持T00时长，K1可以为-40度，T00可以为90分钟，再经过T1时长，T1可以为150分钟，使温度上升至K0，再从K0经过T4时长上升至K2并保持T11时长，T4可以为90分钟，K2可以为60度，T11可以为110分钟，最后经过T2时长，T2可以为70分钟，使温度恢复至K0，按上述单周期温度循环过程重复5周。
实施例5，步骤S3的单周期温度循环过程为先升后降：将温度箱初始温度设置为K0，K0可以为25度，经过T0时长，T0可以为30分钟，使温度上升至K1，K1可以为60度，再经过T1时长，T1可以为120分钟，使温度下降至K2，K2可以为-40度，最后经过T2时长，T2可以为180分钟，使温度恢复至K0，按上述单周期温度循环过程 重复5周。
实施例6，步骤S3的单周期温度循环过程为先升后降：将温度箱初始温度设置为K0，K0可以为25度，经过T0时长，T0可以为45分钟，使温度上升至K1并保持T00时长，K1可以为60度，T00可以为90分钟，再经过T1时长，T1可以为100分钟，使温度下降至K2并保持T11时长，K2可以为-40度，T11可以为120分钟，最后经过T2时长，T2可以为140分钟，使温度恢复至K0，按上述单周期温度循环过程 重复5周。
实施例7，步骤S3的单周期温度循环过程为先升后降：将温度箱初始温度设置为K0，K0可以为25度，经过T0时长，T0可以为30分钟，使温度上升至K1，K1可以为60度，再经过T3时长，T3可以为120分钟，使温度下降至K0，再从K0经过T4时长下降至K2，T4可以为100分钟，K2可以为-40度，最后经过T2时长，T2可以为180分钟，使温度恢复至K0，按上述单周期温度循环过程重复5周。
实施例8，步骤S3的单周期温度循环过程为先升后降：将温度箱初始温度设置为K0，K0可以为25度，经过T0时长，T0可以为30分钟，使温度上升至K1并保持T00时长，K1可以为60度，T00可以为90分钟，再经过T1时长，T1可以为60分钟，使温度下降至K0，再从K0经过T4时长下降至K2并保持T11时长，T4可以为90分钟，K2可以为60度，T11可以为110分钟，最后经过T2时长，T2可以为70分钟，使温度恢复至K0，按上述单周期温度循环过程重复5周。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1：用小电流为0.01C~0.5C对所述电池进行周期性充电和放电；
S2：使放电截止电压为U0；
S3：对所述电池进行3、4或5周期温度循环；且循环过程有如下几种方式：
方式一：步骤S3的单周期温度循环过程为：初始温度为K0，经过T0时长，使温度下降至K1，再经过T1时长，使温度上升至K2，最后经过T2时长，使温度恢复至K0；
方式二：步骤S3的单周期温度循环过程为：初始温度为K0，经过T0时长，使温度下降至K1并保持T00时长，再经过T1时长，使温度上升至K2并保持T11时长，最后经过T2时长，使温度恢复至K0；
方式三：步骤S3的单周期温度循环过程为：初始温度为K0，经过T0时长，使温度上升至K1，再经过T1时长，使温度下降至K2，最后经过T2时长，使温度恢复至K0；
方式四：步骤S3的单周期温度循环过程为：初始温度为K0，经过T0时长，使温度上升至K1并保持T00时长，再经过T1时长，使温度下降至K2并保持T11时长，最后经过T2时长，使温度恢复至K0。
2.根据权利要求1所述的激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法，其特征在于，在温度从K1上升至K2的过程中，先从K1经过T3时长上升至K0，再从K0经过T4时长上升至K2。
3.根据权利要求1所述的激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法，其特征在于，在温度从K1下降至K2的过程中，先从K1经过T3时长下降至K0，再从K0经过T4时长下降至K2。
4.根据权利要求1所述的激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法，其特征在于，用小电流对所述电池进行2周期或3周期充电和放电。
5.根据权利要求1或4任意一项所述的激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法，其特征在于，所述U0为1.0V~1.5V。
6.根据权利要求1或4任意一项所述的激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法，其特征在于，所述温度循环的温度范围为-60℃~85℃。
7.根据权利要求1或4任意一项所述的激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法，其特征在于，所述充电和放电的电流值相同。
8.根据权利要求7所述的激活磷酸铁锂梯次电池容量的方法，其特征在于，所述充电和放电的电流值为0.05C或0.1C。
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