CN113484778B - 一种电池自放电快速筛选的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池自放电快速筛选的方法,所述方法包括:将电池化成后,对电池进行第一次OCV测试,测试电压记录为V1;将电池于预设温度下静置第一预设时间,对电池进行第二次OCV测试,测试电压记录为V2,并记录V2与V1的差值的绝对值V21,将差值V21超出第一预设范围的电池剔除;对电池进行第二预设时间的放电;对电池放电结束时记录电压为V3,常温搁置第三预设时间,记录电压为V4,并记录V1与V4的差值的绝对值V14,将差值V14大于第二预设范围的电池剔除;本发明的优点在于:缩短电池筛选时间,提高效率。

Description

一种电池自放电快速筛选的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域,更具体涉及一种电池自放电快速筛选的方法。
背景技术
锂电池作为一种新能源电池,具有工作电压高、比容量高、充放电寿命长、无记忆效应等优点。锂电池逐渐成为人们选择的主流能源,因此对锂电池的需求越来也高;
所谓电池的自放电指的是含一定电量的电池,在某一温度保存一段时间后,会损失一部分容量,也就是说自放电是电池在没有使用情况下的容量损失,直观的表现为电池电压的下降,其主要是由于电池内部存在金属颗粒、粉尘或极片边缘毛刺导致其内部微短路导致,电池存在自放电不但会影响电池容量,还会带来使用的不安全性、不确定性,极大的影响电池口碑。
现有技术筛选自放电的方法就是简单的恒温搁置,通过一定时间内,电池电压的下降计算K值,通过制定K值标准进行筛选,例如中国专利公开号CN110632529A,公开了一种锂电池自放电测试工艺,在电池按化成、分容工艺完成电池的活化工作后,首先将待测电池的放电容量进行分档,按照50mAh/档-100mAh/档进行分档;再将分好容量档次的电池按照不同档次进行分别测试电压降K,通过在电池分容后,先对电池放电容量进行分档,使电池的放电容量控制在一定的范围内,然后在特定的测试条件下测试电压降K,这样能够尽可能的缩小电池的SOC差异,K值更加准确,更能真实的反应电池自放电的大小,但是该方法一般需要较长的搁置时间,尤其是三元方形电池,一般需要20-30天,极大的影响生产节奏,效率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有技术方形锂离子电池自放电快速筛选的方法,筛选周期长,效率低下的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:一种电池自放电快速筛选的方法,所述方法包括以下步骤:
S1:将电池化成后,对电池进行第一次OCV测试,测试电压记录为V1;
S2:将电池于预设温度下静置第一预设时间,对电池进行第二次OCV测试,测试电压记录为V2,并记录V2与V1的差值的绝对值V21,将差值V21超出第一预设范围的电池剔除;
S3:对电池进行第二预设时间的放电;
S4:对电池放电结束时记录电压为V3,常温搁置第三预设时间,记录电压为V4,并记录V1与V4的差值的绝对值V14,将差值V14大于第二预设范围的电池剔除。
本发明首先对化成后电池进行预设温度下静置,一方面消除化成过程极化对电池的影响,另一方面也可以使得电芯内部存在较大颗粒异物或者其他明显缺陷的电池在预设温度静置下提前筛选,保证下一步大电流放电的安全性的同时缩短筛选时间,而后对电池进行第二预设时间的放电,使得存在轻微粉尘或者毛刺的异常电池更快速暴露出来,通过前后电压的差值V21以及V14,有效甄别异常电芯和正常电芯的区别,剔除异常电池,保证自放电筛选的准确性,既可以缩短时间,同时也提高了效率。
进一步地,所述电池化成的截止状态不低于50%SOC,所述SOC表示电池的荷电状态。
进一步地,所述将电池于预设温度下静置第一预设时间包括:将电池于温度T静置x天,其中1≤x≤3,45℃≤T≤60℃。
进一步地,所述对电池进行第二预设时间的放电包括:对电池进行大电流A放电y秒,其中,2C≤A<10C,5s≤y<20s,所述C表示电池容量。
进一步地,所述常温搁置第三预设时间包括:常温搁置t小时,其中,2≤t<12。
进一步地,所述常温为20℃-25℃。
进一步地,所述V1与V4的差值均符合3σ标准,所述第二预设范围为μ+3σ,其中,μ表示均值,σ表示标准差。
进一步地,采用DCR测试柜对电池进行放电。
更进一步地,所述DCR测试柜放电电流的范围为2C~10C,放电时间的范围为5s~20s,所述C表示电池容量。
更进一步地,所述DCR测试柜的最大测试电流的范围为200A~500A,测试时间的范围为15s~20s。
本发明的优点在于:
(1)本发明首先对化成后电池进行预设温度下静置,一方面消除化成过程极化对电池的影响,另一方面也可以使得电芯内部存在较大颗粒异物或者其他明显缺陷的电池在预设温度静置下提前筛选,保证下一步大电流放电的安全性的同时缩短筛选时间,而后对电池进行第二预设时间的放电,使得存在轻微粉尘或者毛刺的异常电池更快速暴露出来,通过前后电压的差值V21以及V14,有效甄别异常电芯和正常电芯的区别,剔除异常电池,保证自放电筛选的准确性,既可以缩短时间,同时也提高了效率。
(2)本发明在电池化成的截止状态不低于50%SOC的时候对电池进行测试然后进行初次筛选,所以不对电池进行分容也能进行电池的初次筛选,能够节约分容柜点资源,甚至可以取消分容柜点。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的一种电池自放电快速筛选的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,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作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。
实施例1
如图1所示,一种电池自放电快速筛选的方法,所述方法包括:
S1:将电池化成后,对电池进行第一次OCV测试,测试电压记录为V1;所述电池化成的截止状态不低于50%SOC,所述SOC表示电池的荷电状态。
S2:将电池于预设温度下静置第一预设时间,对电池进行第二次OCV测试,测试电压记录为V2,并记录V2与V1的差值的绝对值V21,将差值V21超出第一预设范围的电池剔除,第一预设范围根据电池型号不同,略有不同,所以第一预设范围根据实际需要进行设计;具体为:将电池于温度T静置x天,其中x≥1,T≥45℃,所述x的优选范围为1-3天,T的优先范围为45℃-60℃。
S3:对电池进行第二预设时间的放电;具体为:对电池进行大电流A放电y秒,其中,2C≤A<10C,5s≤y<20s,所述C表示电池容量。
S4:对电池放电结束时记录电压为V3,常温搁置第三预设时间,记录电压为V4,并记录V1与V4的差值的绝对值V14,将差值V14大于第二预设范围的电池剔除。所述常温搁置第三预设时间包括:常温搁置t小时,其中,2≤t<12。所述常温为20℃-25℃。所述V1与V4的差值均符合3σ标准,所述第二预设范围为μ+3σ,其中,μ表示均值,σ表示标准差。大批量测试的时候,会有多个电池同时进行测试,所以每个电池最终都能测出对应的V14,所有电池的V14能够计算出均值以及标准差,对当前电池的V14进行判断,如果当前电池的V14超出μ+3σ则表示其属于异常电池,应当剔除。
本实施例中,采用DCR测试柜对电池进行放电,DCR测试柜的电源线与电池进行接通,通过DCR测试柜对电池进行放电。所述DCR测试柜放电电流的范围为2C~10C,放电时间的范围为5s~20s,所述C表示电池容量。所述DCR测试柜的最大测试电流的范围为200A~500A,测试时间的范围为15s~20s。
通过以上技术方案,本发明首先对化成后电池进行预设温度下静置,一方面消除化成过程极化对电池的影响,另一方面也可以使得电芯内部存在较大颗粒异物或者其他明显缺陷的电池在预设温度静置下提前筛选,保证下一步大电流放电的安全性的同时缩短筛选时间,而后对电池进行第二预设时间的放电,使得存在轻微粉尘或者毛刺的异常电池更快速暴露出来,通过前后电压的差值V21以及V14,有效甄别异常电芯和正常电芯的区别,剔除异常电池,保证自放电筛选的准确性,既可以缩短时间,同时也提高了效率。
实施例2
本发明实施例2基于实施例1,提供一种具体的应用实例,选择三元55Ah电芯,化成截止状态为50%SOC,选择16只电芯,对电池进行第一次OCV测试,记录电压V1,然后将电池至于45℃高温库静置2天,待电池冷却后对电池进行第二次OCV测试,记录电压V2,计算并记录两次电压测试差值V21,然后将电池至于DCR测试柜上进行大电流放电,电流设置2C(采用55Ah电芯,所以每C为55A,2C则为110A),放电时间为10s,放电结束后记录电压为V3,待测试结束后将电池至于常温(25℃)静置2h后,对电池进行第三次OCV测试,记录电压为V4,同时计算出V1与V4电压的差值V14,具体检测结果参见表1:
表1实施例2中测试工步各电压值及差值数据
由表1数据可知,首轮高温静置筛选,编号为7及编号为13的电池,电压下降值明显高于其他组,初步判断为异常电池,为进一步验证,将7#及13#电池进行标记,并取出不进行二轮放电测试;二轮DCR大电流放电筛选,发现编号为15的电池电压差明显高于其他组,仔细对比发现,编号为15的电池V3电压明显小于其他组,说明此电芯放电量最大,同时V1与V4电压差值也是最大(37.3)mv,严重偏离正常电池的17.5mv(均值),说明DCR测试结束后该电池电压反弹不到正常水平,此时可判断该电池在大电流放电过程产生异常,由此可判断该电池原先为轻微异常电池,根据判断可以剔除编号7、13、15三只电芯,本发明提供的方法在批量进行时可根据μ+3σ的原则进行筛选,将V14超出μ+3σ的电池电芯剔除。为进一步核实准确情况,同时使用传统恒温静置的方法进行测试K值进行对比,将16只电池统一放电至6.7%SOC(3430mv左右),测试OCV3电压,再恒温(25℃)静置22天,测试OCV4电压,计算出K值。具体数值如表2:
表2实施例2中对比样K值测试结果数据
由表2可以得知,本发明自放电筛选方法筛选出的电池与传统K值筛选结果一致,可在短时间内有效的筛选出明显不良电池及隐藏的微短路或其他异常电池。
实施例3
本发明实施例3基于实施例1,提供另一种具体的应用实例,选择三元55Ah电芯,化成截止状态为50%SOC,选择32只电芯,对电池进行OCV测试,记录电压V1,然后将电池至于60℃高温库静置1天,待电池冷却后对电池进行第二次OCV测试,记录电压V2,计算并记录两次电压测试差值V21,然后将电池至于DCR测试柜上进行大电流放电,电流设置3C(采用的是55Ah电芯,所以每C为55A,3C为165A),放电时间为5s,放电结束后记录电压为V3,待测试结束后将电池至于常温(25℃)静置2h后,对电池进行第三次OCV测试,记录电压为V4,同时计算V1与V4的电压差值为V14,具体检测结果参见表3:
表3实施例3中测试工步各电压值及差值数据
由表3数据可知,首轮高温静置筛选,无异常电池;二轮DCR大电流放电筛选,发现编号为30的电池电压差V14值明显高于其他组,仔细对比发现,编号为30的电池V3电压明显小于其他组,说明此电芯放电量最大,同时V1与V4电压差值也是最大(41)mv,严重偏离正常电池的均值13.5mv,说明DCR测试结束后该电池电压反弹不到正常水平,此时可判断该电池在大电流放电过程产生异常,由此可判断该电池原先为轻微异常电池,根据判断可以剔除编号30这只电芯,本方法在批量进行时可根据μ+3σ的原则进行筛选,举例说明电池DCR大电流测试样本有限。为进一步核实准确情况,同时使用传统恒温静置的方法进行测试K值进行对比,将32只电池统一放电至6.7%SOC(3430mv左右),测试OCV3电压,再恒温(25℃)静置22天,测试OCV4电压,计算出K值。具体数值如表4:
表4实施例3中对比样K值测试结果数据
由表4可以得知,本发明自放电筛选方法筛选出的电池与传统K值筛选结果一致,可在短时间内有效的筛选出明显不良电池及隐藏的微短路或其他异常电池。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种电池自放电快速筛选的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S1:将电池化成后,对电池进行第一次OCV测试,测试电压记录为V1;所述电池化成的截止状态不低于50%SOC,所述SOC表示电池的荷电状态;
S2:将电池于预设温度下静置第一预设时间,对电池进行第二次OCV测试,测试电压记录为V2,并记录V2与V1的差值的绝对值V21,将差值V21超出第一预设范围的电池剔除;所述将电池于预设温度下静置第一预设时间包括:将电池于温度T静置x天,其中1≤x≤3,45℃≤T≤60℃;
S3:对电池进行第二预设时间的放电;所述对电池进行第二预设时间的放电包括:对电池进行大电流A放电y秒,其中,2C≤A<10C,5s≤y<20s,所述C表示电池容量;
S4:对电池放电结束时记录电压为V3,常温搁置第三预设时间,记录电压为V4,并记录V1与V4的差值的绝对值V14,将差值V14大于第二预设范围的电池剔除,所述第二预设范围为μ+3σ,其中,μ表示均值,σ表示标准差;所述常温搁置第三预设时间包括:常温搁置t小时,其中,2≤t<12。
2.根据权利要求1所述的一种电池自放电快速筛选的方法,其特征在于,所述常温为20℃-25℃。
3.根据权利要求1所述的一种电池自放电快速筛选的方法,其特征在于,采用DCR测试柜对电池进行放电。
4.根据权利要求3所述的一种电池自放电快速筛选的方法,其特征在于,所述DCR测试柜放电电流的范围为2C~10C,放电时间的范围为5s~20s,所述C表示电池容量。
5.根据权利要求3所述的一种电池自放电快速筛选的方法,其特征在于,所述DCR测试柜的最大测试电流的范围为200A~500A,测试时间的范围为15s~20s。
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