CN113884923A - 一种锂离子电池内阻筛选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池内阻筛选方法，首先对某型号电芯进行EIS测试，扫描频率由超高频到超低频；得到EIS阻抗谱。由EIS阻抗谱得到测试此型号电芯欧姆内阻及极化内阻的频率，用此频率内阻测试仪测试电芯阻值。然后对首次测得一定数量的数据进行处理，得到正常电芯的欧姆内阻及极化内阻范围，并依次作为标准。最后，大批量测试时，根据测得的标准对电芯内阻进行筛选。本方法能够筛选出异常电芯，从而保证电芯在内阻方面有较好的一致性。同时本方法可以单独测量出电芯的欧姆内阻和极化内阻，以欧姆内阻和极化内阻为标准进行筛选，进一步提高了电芯的一致性。

Description

一种锂离子电池内阻筛选方法
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，具体为一种锂离子电池内阻筛选方法。
背景技术
锂离子电池是目前世界上最先进的商品化二次电池,随着各种电子产品的发展,对锂离子电池的需求量呈现迅速增长态势,电池应用领域的扩大及电池需求量的增加。锂离子电池的制造是一个复杂的过程，包括多个不同的工艺过程，每一个工艺过程又包括许多小的工序，经过多个工艺过程生产出成品单体电芯。然后对单体电芯进行筛选，以便挑选出尽可能一致的电芯，组成模组。
现有的生产过程中，对电芯容量、内阻、电压、自放电等方面进行筛选。在对内阻的筛选中，采用是对电芯施加1KHz，50mA的交流信号，通过测量其交流压降而获得其内阻。电池的内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，它包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极极化和浓差极化引起的电阻。1KHz的交流信号既不能测出电芯总得阻值，也不能单独测出欧姆内阻、极化内阻。
公开号为CN108020788A的中国发明专利申请公开了一种锂离子电池内阻快速筛选方法，该申请利用化成恒流充电过程中达到一定电压所用时间或者充电一定时间对应的电压值来判断电池内阻大小，缩短了内阻筛选时间，降低了由于设备精度问题导致的内阻测试误差。但仍未解决上述问题。
发明内容
本发明基于所要解决的技术问题：提供一种能单独测出电芯欧姆内阻和电化学内阻的方法，尽可能的挑出有缺陷的电芯，使筛选出的电芯在内阻方面有较好的一致性。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种锂离子电池内阻筛选方法，包括如下步骤：
S1、对某型号电芯进行EIS测试，扫描频率由超高频到超低频，得到EIS阻抗谱；
S2、由EIS阻抗谱得到测试此型号电芯的欧姆内阻及极化内阻的频率，在此频率下测试一定数量电芯的欧姆内阻及极化内阻的阻值；
S3、通过对步骤S2中的阻值进行测试分析，得到此型号电芯的欧姆内阻和极化内阻标准；
S4、按照步骤S3中的标准对该型号电芯进行筛选。
优选地，步骤S2中的测试电芯欧姆内阻和极化内阻的阻值的设备为内阻测试仪。
优选地，步骤S2中，具体实施方式如下：
S21、在EIS阻抗谱中得到测量欧姆内阻的a点的频率为AHz，测量极化内阻的b点的频率为BHz；
S22、在频率AHz下测得欧姆内阻的阻值；
S23、在频率BHz下测得极化内阻的阻值。
优选地，步骤S23中，在频率BHz下测试得到电芯内阻，极化内阻由电芯内阻减去欧姆内阻得到。
优选地，对于容量50AH、50％SOC的电芯：
取样品进行EIS测试，得到EIS阻抗谱；
从EIS阻抗谱中得到a点频率为20KHz，b点频率为0.1Hz；
用频率为20KHz的内阻测试仪对1000只该型号电芯进行测试，并对其数据进行数据整理分析，得到欧姆内阻的数值范围标准为(0.4～0.45)mΩ
用频率为0.1Hz内阻测试仪对同样1000只电芯进行测试，得到极化内阻数据，并对其数据进行数据整理分析，得到极化内阻的数值范围标准为(0.3～0.35)mΩ；
根据得到的欧姆内阻和极化内阻的标准对该型号电芯进行筛选。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过对某一型号电芯进行EIS测试，得到欧姆、极化内阻所对用频率，并在此频率下测得欧姆内阻和极化内阻标准，并根据该标准对电芯进行筛选，保证筛选出的电芯在内阻方面具有较好的一致性。同时本方法能够单独测量出电芯的欧姆内阻和极化内阻，从而使得测得的电芯内阻更加精确，进一步保证筛选出的电芯具有较好的一致性。
附图说明
图1为本发明的实施例一的EIS阻抗谱示意图；
图2为本发明的实施例二的欧姆内阻的数值分布图；
图3为本发明的实施例二的极化内阻的数值分布图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一
本实施例公开了一种锂离子电池内阻筛选方法，首先对某型号电芯进行EIS(电化学阻抗谱)测试，扫描频率由超高频到超低频；得到EIS阻抗谱。
阻抗谱如图1所示，图中R1为欧姆内阻，R2为极化内阻，a点为测试的欧姆内阻的点，得到频率为AHz，b点为测试的极化内阻的点，得到频率为BHz。
使用频率为AHz的内阻测试仪用来测试电芯欧姆内阻。
使用频率为BHz的内阻测试仪用来测试电芯电化学极化内阻。
对所测的欧姆内阻和极化内阻进行数据处理，剔除离散数据、异常数据，从而挑出内阻异常电芯。
具体地，频率为AHz的内阻测试仪测试得到电芯欧姆内阻，频率为BHz的内阻测试仪用来测试电芯内阻，用所测得的电芯内阻减去欧姆内阻得到极化电芯内阻。从而得到欧姆内阻和极化内阻。
实施例二
在本实施例中，以型号为28148115容量为50AH的电芯，50％SOC(StateofCharge，电池的荷电状态)为例。
取其样品进行EIS测试，得到该型号下的EIS阻抗谱，从而确定a点频率为20KHz，b点频率为0.1Hz。
用频率为20KHz的内阻测试仪对1000只电芯进行测试，并对其数据进行整理分析，得到电芯欧姆内阻正常数值范围为(0.4～0.45)mΩ。分布图如图2所示。
用频率为0.1Hz的内阻测试仪对1000只电芯进行测试，得到极化内阻数据，并对其数据进行数据整理分析，得到极化内阻正常数值范围为(0.3～0.35)mΩ，分布图如图3所示。
通过上述过程对电芯的欧姆内阻和极化内阻的大数据分析，得到该型号的欧姆内阻和极化内阻的标准，并根据得到的欧姆内阻及极化内阻标准范围对该型号的电芯进行内阻筛选，获得一致性高的电阻范围。
通过使用本锂离子电池内阻筛选方法，通过采用大数据分析测量某一型号的电芯的欧姆内阻和极化内阻，并根据这一标准筛选异常电芯，使得筛选出的电芯在内阻方面具有较好的一致性。并且本方法能够单独测量出电芯的欧姆内阻和电化学极化内阻，使得筛选过程更加准确。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。

Claims (5)

1.一种锂离子电池内阻筛选方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、对某型号电芯进行EIS测试，扫描频率由超高频到超低频，得到EIS阻抗谱；
S2、由EIS阻抗谱得到测试此型号电芯的欧姆内阻及极化内阻的频率，在此频率下测试一定数量电芯的欧姆内阻及极化内阻的阻值；
S3、通过对步骤S2中的阻值进行测试分析，得到此型号电芯的欧姆内阻和极化内阻标准；
S4、按照步骤S3中的标准对该型号电芯进行筛选。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池内阻筛选方法，其特征在于：步骤S2中的测试电芯欧姆内阻和极化内阻的阻值的设备为内阻测试仪。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池内阻筛选方法，其特征在于：步骤S2中，具体实施方式如下：
S21、在EIS阻抗谱中得到测量欧姆内阻的a点的频率为AHz，测量极化内阻的b点的频率为BHz；
S22、在频率AHz下测得欧姆内阻的阻值；
S23、在频率BHz下测得极化内阻的阻值。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池内阻筛选方法，其特征在于：步骤S23中，在频率BHz下测试得到电芯内阻，极化内阻由电芯内阻减去欧姆内阻得到。
5.根据权利要求1-4任一项所述的锂离子电池内阻筛选方法，其特征在于：对于容量50AH、50％SOC的电芯：
取样品进行EIS测试，得到EIS阻抗谱；
从EIS阻抗谱中得到a点频率为20KHz，b点频率为0.1Hz；
用频率为20KHz的内阻测试仪对1000只该型号电芯进行测试，并对其数据进行数据整理分析，得到欧姆内阻的数值范围标准为(0.4～0.45)mΩ
用频率为0.1Hz内阻测试仪对同样1000只电芯进行测试，得到极化内阻数据，并对其数据进行数据整理分析，得到极化内阻的数值范围标准为(0.3～0.35)mΩ；
根据得到的欧姆内阻和极化内阻的标准对该型号电芯进行筛选。
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