CN113466714A - 锂电池自放电率评价方法、装置和计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锂电池自放电率评价方法、装置和计算机设备，该锂电池自放电率评价方法包括：对锂电池进行第一预设规则的混合脉冲充放电处理，直至锂电池的电压到达预设放电截止电压；按照预设充电电流对锂电池进行恒流充电处理，直至锂电池的电压到达预设老化电压；对锂电池进行第二预设规则的温度循环以及振动步进综合应力处理，并利用预设自放电率算法计算每次温度循环结束时锂电池的自放电率；根据预设截止算法确定自放电率稳定后，停止温度循环以及振动步进处理，并获取稳定后的自放电率为锂电池的标准自放电率。本发明可提高锂电池自放电率评价的效率，并消除锂电池在使用、储存及运输过程中温度场景及振动场景对自放电率稳定性的影响。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体而言，涉及一种锂电池自放电率评价方法、装置、计算机设备和可读存储介质。
背景技术
现有的锂电池一般通过常温或高温储存的方式使其自放电率逐渐稳定，这需要较长的时间，效率较低。并且，在评价锂电池的自放电率的过程中没有考虑到后续锂电池在使用、储存以及运输过程中的温度场景以及振动场景的影响，从而导致评价后的自放电率的稳定性较低。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种锂电池自放电率评价方法、装置、计算机设备和可读存储介质，以提高锂电池自放电率评价过程的效率，以及消除相应的温度场景以及振动场景对后续锂电池自放电率稳定性的影响，提高自放电率的稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种锂电池自放电率评价方法，包括：
对锂电池进行第一预设规则的混合脉冲充放电处理，直至所述锂电池的电压到达预设放电截止电压；
按照预设充电电流对所述锂电池进行恒流充电处理，直至所述锂电池的电压到达预设老化电压；
对所述锂电池进行第二预设规则的温度循环以及振动步进综合应力处理，并利用预设自放电率算法计算每次所述温度循环结束时所述锂电池的自放电率；
根据预设截止算法确定所述自放电率稳定后，停止所述温度循环以及所述振动步进，并获取稳定后的所述自放电率为所述锂电池的标准自放电率。
优选地，所述的锂电池自放电率评价方法中，所述对锂电池进行第一预设规则的混合脉冲充放电处理包括：
对所述锂电池进行恒流恒压充电至充电截止电压后，静置第一预设时间；
对所述锂电池进行第二预设时间的脉冲放电处理后，静置第三预设时间；
对所述锂电池进行第二预设时间的脉冲充电处理后，静置第三预设时间；
若所述锂电池的电压未到达预设放电截止电压，则返回至所述对所述锂电池进行第二预设时间的脉冲放电处理后步骤，直至所述锂电池的电压到达所述预设放电截止电压。
优选地，所述的锂电池自放电率评价方法中，所述第一预设时间为30min，所述第二预设时间为10s，所述第三预设时间为40s。
优选地，所述的锂电池自放电率评价方法中，所述预设充电电流为所述锂电池的最大可持续充电电流。
优选地，所述的锂电池自放电率评价方法中，所述对所述锂电池进行第二预设规则的温度循环以及振动步进综合应力处理包括：
按照初始振动量级启动所述振动步进处理，以及按照预设温变速率控制温度至预设高温值并持续第四预设时间；
按照所述预设温变速率控制温度至预设低温值并持续所述第四预设时间；
按照预设步进值提高所述振动步进处理的量级，返回至所述按照预设温变速率控制温度至预设高温值并持续第四预设时间。
优选地，所述的锂电池自放电率评价方法中，所述预设自放电率算法的算式包括：
式中，Kn为第n次温度循环后的自放电率，OCV前为恒流充电处理后所述锂电池的开路电压，OCV后n为第n次温度循环后的开路电压，T为每次温度循环的时间。
优选地，所述的锂电池自放电率评价方法中，所述预设截止算法的算式包括：
式中，Kn为第n次温度循环后的自放电率，Kn-1为第n-1次温度循环后的自放电率；当满足上述算式时，确定所述自放电率稳定，并将Kn作为所述锂电池的标准自放电率。
本发明还提供一种锂电池自放电率评价装置，包括：
混合脉冲模块，用于对锂电池进行第一预设规则的混合脉冲充放电处理，直至所述锂电池的电压到达预设放电截止电压；
恒流充电模块，用于按照预设充电电流对所述锂电池进行恒流充电处理，直至所述锂电池的电压到达预设老化电压；
老化处理模块，用于对所述锂电池进行第二预设规则的温度循环以及振动步进综合应力处理，并利用预设自放电率算法计算每次所述温度循环结束时所述锂电池的自放电率；
稳定判断模块，用于根据预设截止算法确定所述自放电率稳定后，停止所述温度循环以及所述振动步进处理，并获取稳定后的所述自放电率为所述锂电池的标准自放电率。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器以及处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行所述的锂电池自放电率评价方法。
本发明还提供一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行所述的锂电池自放电率评价方法。
本发明提供一种锂电池自放电率评价方法，该锂电池自放电率评价方法包括：对锂电池进行第一预设规则的混合脉冲充放电处理，直至所述锂电池的电压到达预设放电截止电压；按照预设充电电流对所述锂电池进行恒流充电处理，直至所述锂电池的电压到达预设老化电压；对所述锂电池进行第二预设规则的温度循环以及振动步进综合应力处理，并利用预设自放电率算法计算每次所述温度循环结束时所述锂电池的自放电率；根据预设截止算法确定所述自放电率稳定后，停止所述温度循环以及所述振动步进处理，并获取稳定后的所述自放电率为所述锂电池的标准自放电率。本发明的锂电池自放电率评价方法，通过混合脉冲充放电处理可以快速激活需要进行自放电率稳定处理的锂电池，提高稳定过程的效率，再通过恒流充电使锂电池的极化效应在老化前得以充分显现，有利于后续老化工艺对锂电池自放电率的快速稳定，从而更进一步提高稳定过程的效率，最后通过温度循环以及振动步进处理进行自放电率稳定评价前的老化处理，可以降低相应的温度场景以及振动场景对后续锂电池自放电率稳定性的影响，提高自放电率的稳定性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，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发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
图1是本发明实施例1提供的一种锂电池自放电率评价方法的流程图；
图2是本发明实施例2提供的一种混合脉冲充放电处理的流程图；
图3是本发明实施例3提供的一种温度循环以及振动步进的流程图；
图4是本发明实施例4提供的一种锂电池自放电率评价装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
实施例1
图1是本发明实施例1提供的一种锂电池自放电率评价方法的流程图，该方法应用于具有温度循环以及振动步进功能的计算机设备，包括如下步骤：
步骤S11：对锂电池进行第一预设规则的混合脉冲充放电处理，直至所述锂电池的电压到达预设放电截止电压。
本发明实施例中，锂电池可以放置在老化测试室或者具有温变和振动的应力处理环境内，通过线路以及电路板连接至计算机设备，由计算机设备控制锂电池在稳定评价自放电率过程中的充放电过程，以及实时检测锂电池的各种性能参数，评估自放电率是否稳定。而该老化测试室中设置有温控模块以及步进振动模块，并由计算机设备进行自动控制，通过预设的执行步骤或者应用程序，控制老化测试室的温度循环以及振动步进功能进行锂电池的综合应力处理，从而模拟锂电池在应用场景或运输场景中的温度变化以及振动影响。其中，步进振动模块可以为基于步进电机的振动模块。
本发明实施例中，进行锂电池的自放电率稳定处理时，对锂电池进行第一预设规则的混合脉冲充放电处理，通过混合脉冲充放电可以更加贴近锂电池的实际应用场景，从而可以快速激活锂电池的电化学物质，从而提高整个评价自放电率过程的效率。其中，在计算机设备中可以设置有基于第一预设规则的应用程序，通过运行该应用程序可以对进行稳定处理的锂电池自动进行混合脉冲充放电处理，并实时监控锂电池的电压，在电压到达预设放电截止电压时停止对锂电池进行混合脉冲充放电处理。
步骤S12：按照预设充电电流对所述锂电池进行恒流充电处理，直至所述锂电池的电压到达预设老化电压。
本发明实施例中，所述预设充电电流为所述锂电池的最大可持续充电电流。也即，在混合脉冲充放电处理后，计算机设备可根据锂电池的最大可持续充电电流进行恒流充电处理，相比于恒流恒压充电，恒流充电没有对锂电池进行恒压去极化处理，使得锂电池的极化效应在老化前得以充分显现，有利于后续老化工艺对锂电池自放电率的快速稳定。
步骤S13：对所述锂电池进行第二预设规则的温度循环以及振动步进综合应力处理，并利用预设自放电率算法计算每次所述温度循环结束时所述锂电池的自放电率。
本发明实施例中，在计算机设备中可以设置有基于第二预设规则的应用程序，通过运行该应用程序可以控制老化测试室或者应力处理环境上的温控模块以及步进振动模块执行第二预设规则的温度循环以及振动步进，以模拟锂电池在应用场景或运输场景中的温度变化以及振动影响。
本发明实施例中，所述预设自放电率算法的算式包括：
式中，Kn为第n次温度循环后的自放电率，OCV前为恒流充电处理后所述锂电池的开路电压，OCV后n为第n次温度循环后的开路电压，T为每次温度循环的时间。
步骤S14：根据预设截止算法确定所述自放电率稳定后，停止所述温度循环以及所述振动步进处理，并获取稳定后的所述自放电率为所述锂电池的标准自放电率。
本发明实施例中，所述预设截止算法的算式包括：
式中，Kn为第n次温度循环后的自放电率，Kn-1为第n-1次温度循环后的自放电率；当满足上述算式时，确定所述自放电率稳定，并将Kn作为所述锂电池的标准自放电率。
本发明实施例中，在计算机设备中可以设置有基于上述预设截止算法的应用程序，实时监控锂电池在温度循环以及振动步进过程中的自放电率是否满足上面的不等式，一旦满足即可立即停止老化测试室的温度循环以及振动步进处理，从而完成锂电池自放电率的稳定过程，并获取稳定的自放电率为所述锂电池的标准自放电率。
本发明实施例中，通过混合脉冲充放电处理可以快速激活需要进行自放电率稳定处理的锂电池，提高稳定过程的效率，再通过恒流充电使锂电池的极化效应在老化前得以充分显现，有利于后续老化工艺对锂电池自放电率的快速稳定，从而更进一步提高稳定过程的效率，最后通过温度循环以及振动步进处理进行自放电率稳定前的老化处理，可以消除相应的温度场景以及振动场景对后续锂电池自放电率稳定性的影响，提高自放电率的稳定性。
实施例2
图2是本发明实施例2提供的一种混合脉冲充放电处理的流程图，包括如下步骤：
步骤S21：对所述锂电池进行恒流恒压充电至充电截止电压后，静置第一预设时间。
本发明实施例中，恒流恒压充电过程中，其充电电流可以为0.1C～Ccmax，其中，C为锂电池放电倍率的通用表达方式，1C代表满电电池放完所有电量需要1个小时，2C代表满电电池放完所有电量需要0.5个小时，C前面的系数越大，代表放电倍率越大，Ccmax为最大可持续充电电流，截止电流可以为0.01C～0.1C。其中，该充电电流的最优选择可以为0.2C，截止电流的最优选择可以为0.05C。该第一预设时间可以为1min～120min，最优选择可以为30min。
步骤S22：对所述锂电池进行第二预设时间的脉冲放电处理后，静置第三预设时间。
本发明实施例中，该脉冲放电电流可以为0.1C～Cdmax，最优选择可以为Cdmax，该Cdmax为锂电池最大可持续放电电流。该第二预设时间可以为1s～99s，最优选择可以为10s。该第三预设时间可以为1s～99s，最优选择可以为40s。
步骤S23：对所述锂电池进行第二预设时间的脉冲充电处理后，静置第三预设时间。
本发明实施例中，该脉冲充电电流可以为0.1C～Ccmax，最优选择可以为Ccmax，该Ccmax为锂电池最大可持续放电电流。该第二预设时间可以为1s～99s，最优选择可以为10s。该第三预设时间可以为1s～99s，最优选择可以为40s。
步骤S24：若所述锂电池的电压未到达预设放电截止电压，则返回至所述对所述锂电池进行第二预设时间的脉冲放电处理后步骤，直至所述锂电池的电压到达所述预设放电截止电压。
本发明实施例中，所述第一预设时间为30min，所述第二预设时间为10s，所述第三预设时间为40s。
实施例3
图3是本发明实施例3提供的一种温度循环以及振动步进的流程图，包括如下步骤：
步骤S31：按照初始振动量级启动所述振动步进处理，以及按照预设温变速率控制温度至预设高温值并持续第四预设时间。
本发明实施例中，该初始振动量级可以为1grms～10grms，最优选择可以为5grms。该预设温变速率可以为1℃/min～10℃/min，最优选择可以为5℃/min。该预设高温值可以为45℃～85℃，最优选择可以为60℃。该第四预设时间可以为1h～24h，最优选择可以为2h。
步骤S32：按照所述预设温变速率控制温度至预设低温值并持续第四预设时间。
本发明实施例中，该预设低温值可以为-45℃～0℃，最优选择可以为-20℃。
步骤S33：按照预设步进值提高所述振动步进处理的量级，返回至所述按照预设温变速率控制温度至预设高温值并持续第四预设时间。
本发明实施例中，上述预设步进值可以为1grms～10grms，最优选择可以为5grms。
实施例4
图4是本发明实施例4提供的一种锂电池自放电率评价装置的结构示意图。
该锂电池自放电率评价装置400包括：
混合脉冲模块410，用于对锂电池进行第一预设规则的混合脉冲充放电处理，直至所述锂电池的电压到达预设放电截止电压；
恒流充电模块420，用于按照预设充电电流对所述锂电池进行恒流充电处理，直至所述锂电池的电压到达预设老化电压；
老化处理模块430，用于对所述锂电池进行第二预设规则的温度循环以及振动步进综合应力处理，并利用预设自放电率算法计算每次所述温度循环结束时所述锂电池的自放电率；
稳定判断模块440，用于根据预设截止算法确定所述自放电率稳定后，停止所述温度循环以及所述振动步进处理，并获取稳定后的所述自放电率为所述锂电池的标准自放电率。
本发明实施例中，上述各个模块更加详细的功能描述可以参考前述实施例中相应部分的内容，在此不再赘述。
此外，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器可用于存储计算机程序，处理器通过运行所述计算机程序，从而使计算机设备执行上述方法或者上述锂电池自放电率评价装置中的各个模块的功能。
存储器可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存上述计算机设备中使用的计算机程序。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种锂电池自放电率评价方法，其特征在于，包括：对锂电池进行第一预设规则的混合脉冲充放电处理，直至所述锂电池的电压到达预设放电截止电压；
按照预设充电电流对所述锂电池进行恒流充电处理，直至所述锂电池的电压到达预设老化电压；
对所述锂电池进行第二预设规则的温度循环以及振动步进综合应力处理，并利用预设自放电率算法计算每次所述温度循环结束时所述锂电池的自放电率；
根据预设截止算法确定所述自放电率稳定后，停止所述温度循环以及所述振动步进处理，并获取稳定后的所述自放电率为所述锂电池的标准自放电率。
2.根据权利要求1所述的锂电池自放电率评价方法，其特征在于，所述对锂电池进行第一预设规则的混合脉冲充放电处理包括：
对所述锂电池进行恒流恒压充电至充电截止电压后，静置第一预设时间；
对所述锂电池进行第二预设时间的脉冲放电处理后，静置第三预设时间；
对所述锂电池进行第二预设时间的脉冲充电处理后，静置第三预设时间；
若所述锂电池的电压未到达预设放电截止电压，则返回至所述对所述锂电池进行第二预设时间的脉冲放电处理后步骤，直至所述锂电池的电压到达所述预设放电截止电压。
3.根据权利要求2所述的锂电池自放电率评价方法，其特征在于，所述第一预设时间为30min，所述第二预设时间为10s，所述第三预设时间为40s。
4.根据权利要求1所述的锂电池自放电率评价方法，其特征在于，所述预设充电电流为所述锂电池的最大可持续充电电流。
5.根据权利要求1所述的锂电池自放电率评价方法，其特征在于，所述对所述锂电池进行第二预设规则的温度循环以及振动步进综合应力处理包括：
按照初始振动量级启动所述振动步进处理，以及按照预设温变速率控制温度至预设高温值并持续第四预设时间；
按照所述预设温变速率控制温度至预设低温值并持续所述第四预设时间；
按照预设步进值提高所述振动步进处理的量级，返回至所述按照预设温变速率控制温度至预设高温值并持续第四预设时间。
6.根据权利要求1所述的锂电池自放电率评价方法，其特征在于，所述预设自放电率算法的算式包括：
式中，Kn为第n次温度循环后的自放电率，OCV前为恒流充电处理后所述锂电池的开路电压，OCV后n为第n次温度循环后的开路电压，T为每次温度循环的时间。
7.据权利要求1所述的锂电池自放电率评价方法，其特征在于，所述预设截止算法的算式包括：
式中，Kn为第n次温度循环后的自放电率，Kn-1为第n-1次温度循环后的自放电率；当满足上述算式时，确定所述自放电率稳定，并将Kn作为所述锂电池的标准自放电率。
8.一种锂电池自放电率评价装置，其特征在于，包括：
混合脉冲模块，用于对锂电池进行第一预设规则的混合脉冲充放电处理，直至所述锂电池的电压到达预设放电截止电压；
恒流充电模块，用于按照预设充电电流对所述锂电池进行恒流充电处理，直至所述锂电池的电压到达预设老化电压；
老化处理模块，用于对所述锂电池进行第二预设规则的温度循环以及振动步进综合应力处理，并利用预设自放电率算法计算每次所述温度循环结束时所述锂电池的自放电率；
稳定判断模块，用于根据预设截止算法确定所述自放电率稳定后，停止所述温度循环以及所述振动步进处理，并获取稳定后的所述自放电率为所述锂电池的标准自放电率。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行根据权利要求1至7中任一项所述的锂电池自放电率评价方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行权利要求1至7中任一项所述的锂电池自放电率评价方法。
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