CN113466719A - 一种利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，通过采用相同SOC曲线的小容量电池进行循环寿命测试，取代了大容量电池的循环寿命测试，从而极大节约了设备投资和电能，克服一些大容量电池模块、电箱难以找到高压、巨大电流的测试设备的难题，并有效降低了测试起火造成危害损失的风险，且测试方法可靠，测试结果准确。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法。
背景技术
近年来，随着全球新能源汽车市场需求的不断扩大，锂电池行业的发展十分迅猛。而当前随着锂电池能量密度的不断提高，暴露出的安全问题也越来越多，由于能量密度大，生产过程中，充放电的循环发生热失控风险较大，瞬间放出大量的热量，容易引起火灾甚至爆炸事故的发生。其中，火灾事故主要由以下几个方面引发：
(1)锂离子电池生产过程中粉尘管控不足，金属粉尘进入电池内，刺穿隔膜，导致充放电循环时形成内短路，引发火灾甚至爆炸，这是行业内最容易发生的一类事故；
(2)充放电循环时，设备异常造成充电电压高于设计电压值，电芯本体会因为温度不断升高而点燃内部电解液中易燃易爆物质，发生内部热失控，引起火灾，甚至爆炸；
(3)异常情况下，电池正负极壳体外部短路，短路点的大电流击穿电芯，引起电芯冒烟起火；
(4)充放电设备存放多颗电池，设备内部容积有限，发生热失控处理不及时，高温引起内部电解液挥发，会形成引起易燃易爆环境，造成火灾爆炸事故；
(5)充放电厂房生产区域内，设备往往呈巷道式布置，一颗电芯发生火灾爆炸，如果灭火、排烟不及时，会引起整个区域火情、烟雾蔓延，造成较大火灾爆炸事故，对救援人员造成人身伤害。
随着锂电池容量的增大，电池测试需要高压、巨大电流的测试设备，而高压、巨大电流测试设备的研究一直以来是个难题；同时大容量电池在循环寿命测试工序需要耗费大量的设备投资、消耗更多的电能。因此，考虑到锂离子电池充放电循环过程易引发火灾的危险性以及充电设备和电能投资消耗，简化电池循环测试方法是很有必要的。
目前，电池循环寿命测试方法主要通过两种方法实现，第一是实际循环测试电池容量，得出实际电池循环寿命，这种方法得出的数据准确，但测试时间太长，同时又需要巨大的设备产能投入；第二是通过不同SOC下内阻等数据预测电池寿命，这种方法虽然较为简便，但其通过大数据来预测，存在一定数据偏差。
因此，亟需一种利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，能够解决现有电池循环寿命测试方法需要投入大量成本、测试结果不准确的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，以解决上述现有电池循环寿命测试方法需要投入大量成本、测试结果不准确的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，包括以下步骤：
(1)取不同容量电池分别绘制SOC曲线，并进行SOC曲线重叠拟合；
(2)采用真实大容量电池的SOC曲线与步骤(1)中的不同容量电池的SOC曲线进行相似度分析，若相似度大于95％，则判定不同容量电池的SOC曲线相同；
(3)取SOC曲线相同但容量不同的电池，在相同测试条件下测试电池的循环寿命，得出不同容量电池的循环寿命曲线并进行相似度分析，若相似度大于95％，则判定SOC曲线相同的不同容量电池的循环寿命曲线相同；
(4)若步骤(3)中相似度小于等于95％，则分析步骤(3)中不同容量电池的设计不良并消除；
(5)取SOC曲线相同的小容量电池和大容量电池分别进行循环寿命测试，验证SOC曲线相同的小容量电池与大容量电池循环寿命的是否具有一致性，若具有一致性，则判定SOC曲线相同的小容量电池的循环寿命能够等同于大容量电池的循环寿命；
(6)对相同SOC曲线的小容量电池进行进一步加速寿命试验，进而预测相同SOC曲线的大容量电池的循环寿命情况；
(7)对室内的相同SOC曲线的小容量电池模拟室外使用场景进行寿命测试，通过测试数据预测相同SOC曲线的大容量电池的室外使用循环寿命。
优选地，步骤(1)中，不同容量电池除容量不同外，原料成分参数、极片厚度、金属箔材型号及厚度、隔离膜型号及厚度、电解液型号、电解液配比、极片之间尺寸搭配比例、结构类型均相同。
优选地，步骤(1)中，SOC曲线的横坐标为电压，纵坐标为容量百分率。
优选地，步骤(3)中，SOC曲线相同但容量不同的电池各取5-10件进行测试。
优选地，步骤(4)中，设计不良包括电池长度比不同、电池宽度比不同、电池厚度配比不同、电池散热不均匀、电池局部存在高温以及电池破损泄漏。
优选地，步骤(5)中，小容量电池的容量为1AH。
优选地，步骤(5)中，大容量电池的测试数量为1-10件。
优选地，步骤(6)中，加速寿命试验包括提升温度试验和加大电流试验。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明提供的一种利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，通过采用相同SOC曲线的小容量电池进行循环寿命测试，取代了大容量电池的循环寿命测试，从而极大节约了设备投资和电能，克服一些大容量电池模块、电箱难以找到高压、巨大电流的测试设备的难题，并有效降低了测试起火造成危害损失的风险，且测试方法可靠，测试结果准确。
具体实施方式
下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
本发明的目的是提供一种利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，以解决现有电池循环寿命测试方法需要投入大量成本、测试结果不准确的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
本实施例提供一种利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，包括以下步骤：
(1)取不同容量电池分别绘制SOC曲线，SOC曲线的横坐标为电压，纵坐标为容量百分率，并进行SOC曲线重叠拟合；
其中，不同容量电池除容量不同外，原料成分参数、极片厚度、金属箔材型号及厚度、隔离膜型号及厚度、电解液型号、电解液配比、极片之间尺寸搭配比例、结构类型均相同，以达到控制唯一变量的目的；
(2)采用真实大容量电池的SOC曲线与步骤(1)中的不同容量电池的SOC曲线进行相似度分析，若相似度大于95％，则判定不同容量电池的SOC曲线相同；
(3)取SOC曲线相同但容量不同的电池各5件，在相同测试条件下测试电池的循环寿命，得出不同容量电池的循环寿命曲线并进行相似度分析，若相似度大于95％，则判定SOC曲线相同的不同容量电池的循环寿命曲线相同；
(4)若步骤(3)中相似度小于等于95％，则分析步骤(3)中不同容量电池的设计不良并消除，设计不良包括电池长度比不同、电池宽度比不同、电池厚度配比不同、电池散热不均匀、电池局部存在高温以及电池破损泄漏等，这些都是影响SOC曲线相同但容量不同的电池循环寿命曲线不同的因素；通过消除不良，直至SOC曲线相同的不同容量电池的循环寿命曲线相同；
(5)取SOC曲线相同的1AH小容量电池和常用的大容量电池分别进行循环寿命测试，为了保证测试的可靠性，大容量电池也至少应测试1件，验证SOC曲线相同的小容量电池与大容量电池循环寿命的是否具有一致性，若具有一致性，则判定SOC曲线相同的小容量电池的循环寿命能够等同于大容量电池的循环寿命；
(6)对相同SOC曲线的小容量电池进行进一步加速寿命试验，加速寿命试验包括提升温度试验和加大电流试验等，进而预测相同SOC曲线的大容量电池的循环寿命情况；
(7)对室内的相同SOC曲线的小容量电池模拟室外使用场景进行寿命测试，通过测试数据预测相同SOC曲线的大容量电池的室外使用循环寿命，并提前准备产品批量品质问题预案，同时为新产品研发提供基础。
本发明提供的一种利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，通过采用相同SOC曲线的小容量电池进行循环寿命测试，取代了大容量电池的循环寿命测试，从而极大节约了设备投资和电能，克服一些大容量电池模块、电箱难以找到高压、巨大电流的测试设备的难题，并有效降低了测试起火造成危害损失的风险，且测试方法可靠，测试结果准确。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)取不同容量电池分别绘制SOC曲线，并进行SOC曲线重叠拟合；
(2)采用真实大容量电池的SOC曲线与步骤(1)中的不同容量电池的SOC曲线进行相似度分析，若相似度大于95％，则判定不同容量电池的SOC曲线相同；
(3)取SOC曲线相同但容量不同的电池，在相同测试条件下测试电池的循环寿命，得出不同容量电池的循环寿命曲线并进行相似度分析，若相似度大于95％，则判定SOC曲线相同的不同容量电池的循环寿命曲线相同；
(4)若步骤(3)中相似度小于等于95％，则分析步骤(3)中不同容量电池的设计不良并消除；
(5)取SOC曲线相同的小容量电池和大容量电池分别进行循环寿命测试，验证SOC曲线相同的小容量电池与大容量电池循环寿命的是否具有一致性，若具有一致性，则判定SOC曲线相同的小容量电池的循环寿命能够等同于大容量电池的循环寿命；
(6)对相同SOC曲线的小容量电池进行进一步加速寿命试验，进而预测相同SOC曲线的大容量电池的循环寿命情况；
(7)对室内的相同SOC曲线的小容量电池模拟室外使用场景进行寿命测试，通过测试数据预测相同SOC曲线的大容量电池的室外使用循环寿命。
2.根据权利要求1所述的利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，其特征在于：步骤(1)中，不同容量电池除容量不同外，原料成分参数、极片厚度、金属箔材型号及厚度、隔离膜型号及厚度、电解液型号、电解液配比、极片之间尺寸搭配比例、结构类型均相同。
3.根据权利要求1所述的利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，其特征在于：步骤(1)中，SOC曲线的横坐标为电压，纵坐标为容量百分率。
4.根据权利要求1所述的利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，其特征在于：步骤(3)中，SOC曲线相同但容量不同的电池各取5-10件进行测试。
5.根据权利要求1所述的利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，其特征在于：步骤(4)中，设计不良包括电池长度比不同、电池宽度比不同、电池厚度配比不同、电池散热不均匀、电池局部存在高温以及电池破损泄漏。
6.根据权利要求1所述的利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，其特征在于：步骤(5)中，小容量电池的容量为1AH。
7.根据权利要求1所述的利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，其特征在于：步骤(5)中，大容量电池的测试数量为1-10件。
8.根据权利要求1所述的利用小容量电池测试大容量电池循环寿命的方法，其特征在于：步骤(6)中，加速寿命试验包括提升温度试验和加大电流试验。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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