CN113238152A - 锂电池自放电检测方法 - Google Patents

Abstract

一种锂电池自放电检测方法，属于锂电池技术领域。锂电池自放电检测方法，包括：(1)：将多个锂电池充电至预设荷电状态；(2)：对多个锂电池进行第一次静置以消除极化；(3)：对每个锂电池以电压V₃进行恒压充电，测量电流降低至预设值I₀所需的时间t₃，根据多个锂电池的t₃测算出平均值t_3ave和标准差σ，再根据t₃和t_3ave、σ的大小关系判断锂电池是否自放电。其能够缩短测试周期以降低成本，且准确度较高。

Description

锂电池自放电检测方法

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，具体而言，涉及一种锂电池自放电检测方法。

背景技术

电池的自放电现象是指电池处于开路搁置时，其容量自发损耗的现象，也称为荷电保持能力。自放电一般可分为两种：可逆自放电和不可逆自放电。损失容量能够可逆得到补偿的为可逆自放电，损失容量无法得到补偿的自放电为不可逆自放电，其主要原因是电池内部发生了不可逆反应，包括正极与电解液反应，负极与电解液反应，电解液自带杂质引起的反应，以及制程时所携带杂质造成的微短路引起的不可逆反应等。自放电一致性是影响电池组一致性的重要因素，自放电不一致的电池在一段时间储存之后荷电状态会发生较大的差异，会极大地影响容量和安全性。提前将自放电电池排排除，有助于提高电池组的整体水平，获得更高的寿命，降低产品的不良率。

目前的锂电池制造企业，通常通过高温老化及常温静置方式来筛选自放电电池。为了尽可能降低自放电漏筛比例，通常会保证静置时间较长。较长的静置时间可以提高自放电电池筛出效果，但同时会延长电池生产周期，增加生产成本。

发明内容

本申请提供了一种锂电池自放电检测方法，其能够缩短测试周期以降低成本。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种锂电池自放电检测方法，包括：

(1)：将多个锂电池充电至预设荷电状态；

(2)：对多个锂电池进行第一次静置以消除极化；

(3)：对每个锂电池以电压V₃进行恒压充电，测量电流降低至预设值I₀所需的时间t₃，根据多个锂电池的t₃测算出平均值t_3ave和标准差σ，再根据t₃和t_3ave、σ的大小关系判断锂电池是否自放电。

在一种可能的实施方案中，预设值I₀为0.01C≤I₀≤0.05C。

在一种可能的实施方案中，第一次静置的时间为t₁，t₁≤12h。

在一种可能的实施方案中，根据t₃和t_3ave、σ₁的大小关系判断锂电池是否自放电的方法包括：t₃>t_3ave+3σ₁，则判断锂电池为自放电锂电池。

在一种可能的实施方案中，第一次静置结束时锂电池的电压为V₁；在步骤(2)之后及步骤(3)之前，对多个锂电池进行第二次静置，第二次静置结束时锂电池的电压为V₂，其中，V₂<V₃；

根据K＝(V₁-V₂)/t₂计算出每个锂电池对应的K，根据多个锂电池对应的K值计算出平均值K_ave和标准差σ₂，根据K、K_ave和σ₂的大小关系初步判断出锂电池是否自放电，将初步判断出自放电的锂电池挑出，将初步判断出没有发生自放电的锂电池再进行恒压充电。

在一种可能的实施方案中，根据K、K_ave和σ₂的大小关系初步判断出所述锂电池是否自放电的方法包括：

K＞K_ave+3σ₂或K＜K_ave-3σ₂，则判断锂电池为自放电电池。

在一种可能的实施方案中，第二次静置的时间为t₂，t₂≤24h。

在一种可能的实施方案中，将锂电池充电至预设荷电状态的步骤包括：将锂电池以恒流充电的方式充电至V₀,再以V₀恒压充电至电流达到预设电流，V₀≥V₃。

在一种可能的实施方案中，预设电流为0.05C。

在一种可能的实施方案中，锂电池为分容后的锂电池。

本申请实施例的锂电池自放电检测方法的有益效果包括：

将锂电池充电至预设荷电状态以使锂电池达到一定的电容量，通过对锂电池进行第一次静置来消除极化，以降低极化对电压的影响，从而提高锂电池自放电检测的精确性。通过对锂电池恒压充电，并测量电流降低至预设值I₀所需的时间t₃，再根据t₃和t_3ave、σ的大小关系可以判断出锂电池是否自放电，整个过程所需的时间较短，能够缩短测试周期以降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请具体实施方案中的一种锂电池自放电检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

目前的锂电池制造企业，通常通过高温老化及常温静置方式来筛选自放电电池。为了尽可能降低自放电漏筛比例，通常会保证静置时间较长，动辄半个多月。较长的静置时间可以提高自放电电池筛出效果，但同时会延长电池生产周期，增加生产成本。

基于此，本申请实施例提供一种锂电池自放电检测方法。其能够缩短测试周期以降低成本。

以下针对本申请实施例的锂电池自放电检测方法进行具体说明：

请参照图1，本申请实施例提供一种锂电池自放电检测方法，包括：

S100：将多个锂电池充电至预设荷电状态。

需要说明的是，在电池技术领域，荷电状态的英文简写为SOC，用来反映电池的剩余容量。将锂电池充电至预设荷电状态使得锂电池达到一定的容量。另外，需要说明的是，步骤S100中是将多个锂电池均充电至同一个预设荷电状态，这样可以使得多个锂电池的电容量相同，处于同一标准下，后续通过多个锂电池的放电情况判断出多个锂电池中的哪些锂电池是属于自放电电池。

可选地，锂电池为分容后的锂电池。锂电池分容是为了对电池的容量进行分选，能够确定出充电前的锂电池的容量，有利于能够比较精确地将锂电池充电至预设荷电状态。

在一种可能的实施方案中，将锂电池充电至预设荷电状态的步骤包括：将锂电池以恒流充电的方式充电至V₀，再以V₀恒压充电至电流达到预设电流。其中，V₀和预设电流可根据预设荷电状态进行确定，可根据实际情况进行自行设置，本申请实施例不做具体限定。示例性地，V₀为3600mV。示例性地，预设电流为0.05C。

其中，当预设电流为0.05C时，能够进一步使得充电后的锂电池的电压比较稳定，同时也能减小锂电池的极化。

需要说明的是，锂电池的极化现象表现为锂电池放电时的能量不能完全转化为电能，电化学反应会伴随着能量的损失。

S200：对多个锂电池进行第一次静置以消除极化。

锂电池在充电过程中会导致电芯出现极化现象，造成锂电池的充电电压高于实际电压，通过对锂电池进行第一次静置以消除极化，能够降低极化对电压的影响，从而提高锂电池自放电检测的精确性。

其中，第一次静置的时间为t₁，第一次静置结束时锂电池的电压为V₁。示例性地，t₁≤12h，例如为12h、11h、10h、9h、8h、7h、6h、5h、4h、3h、2h和1h中的任一者或者任意两者之间的范围。本申请实施例的第一次静置的时间远远低于现有技术中通过常温静置来筛选自放电锂电池的时间，能够缩短测试周期以降低成本。

S300：对多个锂电池进行第二次静置，先初步判断出锂电池是否自放电，将初步判断出自放电的锂电池挑出。

其中，第二次静置的时间为t₂，第二次静置结束时锂电池的电压为V₂。示例性地，t₂≤24h，例如为24h、23h、22h、21h、20h、19h、18h、17h、16h、15h、14h、13h、12h、11h、10h、9h、8h、7h、6h、5h、4h、3h、2h和1h中的任一者或者任意两者之间的范围。需要说明的是，本申请实施例中，第一次静置和第二次静置并没有限定环境温度，即是说，第一次静置和第二次静置均是在常温下进行的，常温通常指的是温度为20～28℃之间，例如为20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃和28℃中的任一者或者任意两者之间的范围。

对锂电池自放电进行初步判断的方法包括：根据K＝(V₁-V₂)/t₂计算出每个锂电池对应的K，根据多个锂电池对应的K值计算出平均值K_ave和标准差σ₂，根据K、K_ave和σ₂的大小关系初步判断出锂电池是否自放电。

其中，步骤S100中第一次静置结束时锂电池的电压V₁作为第二次静置开始时的初始电压，结合第二次静置结束时锂电池的电压V₂和第二次静置的时间t₂能够计算得到第二次静置过程中锂电池的电压变化率，能够用于锂电池自放电的判断。在对锂电池是否自放电进行初步判断时，引入了根据多个锂电池对应的K值计算出的平均值K_ave和标准差σ₂，能够增加判断的准确度。

示例性地，根据K、K_ave和σ₂的大小关系初步判断出锂电池是否自放电的方法包括：

K＞K_ave+3σ₂或K＜K_ave-3σ₂，则判断锂电池为自放电电池。

可以理解的是，本申请实施例中，也可以不进行进行步骤S300，对多个锂电池进行第一次静置后直接进行步骤S400。

S400：对每个锂电池以电压V₃进行恒压充电，测量电流降低至预设值I₀所需的时间t₃，根据锂电池的t₃测算出平均值t_3ave和标准差σ₁，再根据t₃和t_3ave、σ₁的大小关系判断锂电池是否自放电。

对锂电池进行第二次静置的电压为V₂，其中，V₂<V₃，以保证能够向锂电池充进电。可选地，V₃≤V₀，这样能够有利于对步骤S400中进行锂电池是否自放电进行判断。需要说明的是，V₃可根据锂电池材料、体系等自行选择，示例性地，V₃为3596mV。

可选地，预设值I₀为0.01C≤I₀≤0.05C，示例性地I₀为0.01C、0.02C、0.03C、0.04C和0.05C中的任一者或者任意两者之间的范围。

通过锂电池以电压V₃进行恒压充电，测量电流降低至预设值I₀所需的时间t₃，可以作为锂电池自放电的依据，在步骤S400中对锂电池自放电的情况进行判断时，引入了根据多个锂电池的t₃测算出平均值t_3ave和标准差σ₁，能够增加判断的准确度，且该判断方法相较于前述步骤S300的锂电池的自放电的初步判断方法更加准确。

示例性地，根据t₃和t_3ave、σ₁的大小关系判断锂电池是否自放电的方法包括：t₃>t_3ave+3σ₁，则判断锂电池为自放电锂电池。经发明人测试，该判断方法能够比较精确地检测出锂电池是否自放电。

需要说明的是，当锂电池进行了第二次静置后，对锂电池的自放电进行了初步判断，并挑出了初步判断出的自放电的锂电池时，即是说，当在步骤S200之后进行了步骤S300时，步骤S400中对锂电池进行恒压充电的锂电池是多个锂电池中挑出了初步判断出自放电的锂电池后余下的锂电池。如果是在步骤S200之后直接进行了步骤S400，而没有进行步骤S300时，则步骤S400中对锂电池进行恒压充电的锂电池为进行第二次静置后的所有锂电池。

以下结合实施例对本申请的锂电池自放电检测方法作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种锂电池自放电检测方法，包括：

S100：取20片分容后的锂电池，将分容后的20片锂电池以恒流充电的方式充电至电压为3600mV，再以3600mV恒压充电至电流达到预设电流至0.05C。

S200：对所有的锂电池进行第一次静置以消除极化，第一次静置的时间t₁为12h，第一次静置结束时锂电池的电压为V₁。

S300：对所有的锂电池进行第二次静置，第二次静置的时间t₂为24h，第二次静置结束时锂电池的电压为V₂；

根据K＝(V₁-V₂)/t₂计算出每个锂电池对应的K，根据20片锂电池对应的K值计算出平均值K_ave和标准差σ₂，如果K＞K_ave+3σ₂或K＜K_ave-3σ₂，则初步判断锂电池为自放电电池，将初步判断出自放电的锂电池挑出。

S400：对余下的锂电池以电压3596mV进行恒压充电，测量电流降低至0.05C所需的时间t₃，根据余下的锂电池的t₃测算出平均值t_3ave和标准差σ₁，如果t₃>t_3ave+3σ₁，则判断锂电池为自放电锂电池。

需要说明的是，本实施例中的每片锂电池对应的V₁、V₂、K和t₃记录在表1中，另外，根据多个锂电池的K值计算出的平均值K_ave和标准差σ₂，根据多个锂电池的t₃计算出的平均值t_3ave和标准差σ₁也记录在表1中，且步骤S300中判断出的锂电池自放电的情况和步骤S400中判断出的锂电池自放电的情况也均记录在表1中，其中，OK代表判断锂电池没有自放电情况，NG代表判断锂电池具有自放电情况。

表1.实施例1中20片锂电池的自放电情况

从表1的结果看出，本申请实施例1中的20片锂电池在步骤S300中有3片锂电池被初步判断出具有自放电情况，余下的17片锂电池中有2片锂电池在步骤S400中判断出具有自放电情况。说明了步骤S400的锂电池自放电判断方法比步骤S300的锂电池自放电判断方法更加准确，能够更加精确地判断出锂电池是否具有自放电情况。

以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池自放电检测方法，其特征在于，包括：

(1)：将多个锂电池充电至预设荷电状态；

(2)：对所述多个锂电池进行第一次静置以消除极化；

(3)：对每个所述锂电池以电压V₃进行恒压充电，测量电流降低至预设值I₀所需的时间t₃，根据多个所述锂电池的t₃测算出平均值t_3ave和标准差σ₁，再根据t₃和t_3ave、σ₁的大小关系判断所述锂电池是否自放电。

2.根据权利要求1所述的锂电池自放电检测方法，其特征在于，所述预设值I₀为0.01C≤I₀≤0.05C。

3.根据权利要求1所述的锂电池自放电检测方法，其特征在于，所述第一次静置的时间为t₁，t₁≤12h。

4.根据权利要求1～3任一项所述的锂电池自放电检测方法，其特征在于，所述根据t₃和t_3ave、σ₁的大小关系判断所述锂电池是否自放电的方法包括：

t₃>t_3ave+3σ₁，则判断所述锂电池为自放电锂电池。

5.根据权利要求1～3任一项所述的锂电池自放电检测方法，其特征在于，所述第一次静置结束时所述锂电池的电压为V₁；在步骤(2)之后及步骤(3)之前，对所述多个锂电池进行第二次静置，所述第二次静置结束时所述锂电池的电压为V₂，其中，所述V₂<所述V₃；

根据K＝(V₁-V₂)/t₂计算出每个所述锂电池对应的K，根据多个所述锂电池对应的K值计算出平均值K_ave和标准差σ₂，根据K、K_ave和σ₂的大小关系初步判断出所述锂电池是否自放电，将初步判断出自放电的所述锂电池挑出，将初步判断出没有发生自放电的所述锂电池再进行所述恒压充电。

6.根据权利要求5所述的锂电池自放电检测方法，其特征在于，所述根据K、K_ave和σ₂的大小关系初步判断出所述锂电池是否自放电的方法包括：K＞K_ave+3σ₂或K＜K_ave-3σ₂，则判断所述锂电池为自放电电池。

7.根据权利要求5所述的锂电池自放电检测方法，其特征在于，所述第二次静置的时间为t₂，t₂≤24h。

8.根据权利要求1～3任一项所述的锂电池自放电检测方法，其特征在于，所述将锂电池充电至预设荷电状态的步骤包括：

将所述锂电池以恒流充电的方式充电至V₀,再以V₀恒压充电至电流达到预设电流，所述V₀≥所述V₃。

9.根据权利要求8所述的锂电池自放电检测方法，其特征在于，所述预设电流为0.05C。

10.根据权利要求8所述的锂电池自放电检测方法，其特征在于，所述锂电池为分容后的锂电池。

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