CN115248385A - 一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法 - Google Patents

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陈虎
张迪
赵宣
孙言飞
闫回想
程世骑
厉运杰
徐庆庆
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Abstract

本发明公开了一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，所述方法包括：对量产电池进行充放电定容；将量产电池拆解；使用量产电池的部分正极片制作扣式电池；对扣式电池进行充电；记录扣式电池的首周充电容量并计算扣式电池正极片单位面积首周充电容量及对应的量产电池单位面积充电容量；计算扣式电池单位面积容量误差率，若扣式电池单位面积容量误差率的绝对值小于预设值，则该扣式电池有效可用；本发明的优点在于：提供了评判基于量产电池制作出的扣式电池是否有效可用的方法，避免影响后续的衰减分析，提高分析结果的准确性。

Description

一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池测试技术领域，更具体涉及一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法。
背景技术
由于科技的进步，社会的发展，人们不仅满足于基本的衣食住行要求，对身处环境的要求也越来越高。燃油汽车的尾气排放，会造成严重的大气污染，为了保护环境，各国近年来都在大力发展新能源汽车，其中以锂离子电池为动力源的新能源汽车更是其中的佼佼者。锂离子电池在使用过程中，不可避免的会发生电池衰减，针对电池的衰减分析，需要将电池拆解，制作电池正、负极片的扣式电池，利用扣式电池进行衰减分析，但是由于扣式电池为手工制作，制作过程中可能存在损伤，相同材料，不同人员制作的扣式电池的性能差异很大，所以制作出来的扣式电池的有效性难以保证，从而影响后续的衰减分析，导致分析结果不准确。目前，行业内大多数都是研究锂离子电池循环性能，少量研究是采用扣式电池评价循环后锂电池材料，例如中国专利公开号CN110927593A公开的一种采用扣式电池评价循环后锂离子电池电极材料的方法，但是目前尚无评判基于量产电池制作出的扣式电池是否有效可用的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于目前尚无评判基于量产电池制作出的扣式电池是否有效可用的方法，从而影响后续的衰减分析，导致分析结果不准确的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，所述方法包括：
步骤a：对量产电池进行充放电定容；
步骤b：将量产电池拆解；
步骤c：使用量产电池的部分正极片制作扣式电池；
步骤d：对扣式电池进行充电；
步骤e：记录扣式电池的首周充电容量并计算扣式电池正极片单位面积首周充电容量及对应的量产电池单位面积充电容量；
步骤f：计算扣式电池单位面积容量误差率，若扣式电池单位面积容量误差率的绝对值小于预设值，则该扣式电池有效可用。
本发明计算扣式电池正极片单位面积首周充电容量及对应的量产电池单位面积充电容量，并根据扣式电池正极片单位面积首周充电容量及对应的量产电池单位面积充电容量获取扣式电池单位面积容量误差率，利用误差率的绝对值判断该扣式电池是否有效可用，弥补现有技术空缺，提供了评判基于量产电池制作出的扣式电池是否有效可用的方法，避免影响后续的衰减分析，提高分析结果的准确性。
进一步地，所述步骤a包括：
以恒定电流对量产电池充电，充满以后将该量产电池以恒定电流放电至放电截止电压。
更进一步地，所述恒定电流等于0.1倍的量产电池额定容量。
更进一步地，所述量产电池额定容量为20Ah，恒定电流为2A，放电截止电压为2V，以2A对量产电池充电，记录该量产电池充电容量，充满以后将该量产电池以2A放电至2V。
进一步地，所述步骤b包括：将量产电池拆解，测量量产电池的正极片的长宽。
进一步地，所述步骤c包括：使用量产电池的部分正极片制作成扣式电池的正极片，扣式电池内的负极为金属锂片，根据扣式电池正极片的直径，利用圆形面积公式，计算出扣式电池的正极片的面积。
进一步地，所述步骤d中扣式电池充电过程中扣式电池的充电电流倍率与对应的量产电池定容时的充电电流倍率一致。
更进一步地，所述步骤d中利用公式I＝0.1*C*S/(a*b*2)获取扣式电池的充电电流，其中，C为量产电池额定容量，S为扣式电池正极片面积，a、b分别为量产电池正极片的长和宽。
进一步地，所述步骤e包括：
利用公式Ck＝C1/S计算扣式电池正极片单位面积首周充电容量，其中，C1为扣式电池正极片的首周充电容量，S为扣式电池正极片面积；
利用公式Cl＝Cc/(a*b*2)计算对应的量产电池单位面积充电容量，其中，Cc为量产电池充电容量，a、b分别为量产电池正极片的长和宽。
更进一步地，所述步骤f包括：
利用公式P＝(Ck-Cl)/Cl计算扣式电池单位面积容量误差率；
若扣式电池单位面积容量误差率P的绝对值＜1.5％，则该扣式电池有效可用。
本发明的优点在于：
(1)本发明计算扣式电池正极片单位面积首周充电容量及对应的量产电池单位面积充电容量，并根据扣式电池正极片单位面积首周充电容量及对应的量产电池单位面积充电容量获取扣式电池单位面积容量误差率，利用误差率的绝对值判断该扣式电池是否有效可用，弥补现有技术空缺，提供了评判基于量产电池制作出的扣式电池是否有效可用的方法，避免影响后续的衰减分析，提高分析结果的准确性。
(2)扣式电池在首周放电过程中，负极锂片中锂离子会补充正极中损耗的锂，使得次周充电容量高于其首周充电容量，因此本发明使用首周充电容量计算单位面积容量，计算结果相对准确可靠。
(3)由于电池容量取决于正极片的容量，所以本发明采用扣式电池正极片单位面积首周充电容量以及对应的量产电池单位面积充电容量计算误差率，计算结果相对准确可靠。
附图说明
图1为本发明实施例所公开的一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法的流程图。
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。
如图1所示，一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，所述方法包括：
S1、对额定容量为20Ah的量产电池进行充放电定容，充电电流为0.1*20＝2A，记录该量产电池的充电容量为20.1Ah，之后将电池以2A放至2V(放电截止电压)。
S2、将量产电池拆解，测量量产电池的正极片的长宽，本实施例中，量产电池的正极片长2556mm，宽123mm。
S3、使用量产电池的部分正极极片，将其做成5个扣式电池，其中扣式电池内的负极为金属锂片，扣式电池正极极片的直径为12mm，算出扣式电池正极片的面积S＝π*6mm*6mm＝113.1mm2。
S4、对扣式电池进行充电，为了保证扣式电池充电电流倍率与对应的量产电池定容时的充电电流倍率一致，
Figure BDA0003773750000000051
Figure BDA0003773750000000052
其中，C为量产电池额定容量，S为扣式电池正极片面积，a、b分别为量产电池正极片的长和宽。需要说明的是，扣式电池正极片为单面，对应量产电池的正极片为双面，所以对应量产电池正极片面积＝电池正极片长*宽*2＝2556*123*2。
S5、记录5个扣式电池正极片的首周充电容量，计算扣式电池正极片单位面积首周充电容量＝扣式电池正极片的首周充电容量/扣式电池正极片面积，对应的量产电池单位面积充电容量＝量产电池充电容量/(量产电池正极片长*宽*2)，上述计算结果见表1。
表1扣式电池首周充电容量和单位面积容量误差率
Figure BDA0003773750000000053
Figure BDA0003773750000000061
S6、根据扣式电池单位面积首周充电容量和量产电池单位面积充电容量，计算扣式电池单位面积容量误差率＝(扣式电池单位面积首周充电容量-量产电池单位面积充电容量)/量产电池单位面积充电容量，计算结果参见表1，计算结果表明，1#、2#、3#、5#扣式电池误差率的绝对值＜1.5％可用，4#电池误差率的绝对值＞1.5％不可用。
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 (10)

1.一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤a：对量产电池进行充放电定容；
步骤b：将量产电池拆解；
步骤c：使用量产电池的部分正极片制作扣式电池；
步骤d：对扣式电池进行充电；
步骤e：记录扣式电池的首周充电容量并计算扣式电池正极片单位面积首周充电容量及对应的量产电池单位面积充电容量；
步骤f：计算扣式电池单位面积容量误差率，若扣式电池单位面积容量误差率的绝对值小于预设值，则该扣式电池有效可用。
2.根据权利要求1所述的一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，其特征在于，所述步骤a包括：
以恒定电流对量产电池充电，充满以后将该量产电池以恒定电流放电至放电截止电压。
3.根据权利要求2所述的一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，其特征在于，所述恒定电流等于0.1倍的量产电池额定容量。
4.根据权利要求3所述的一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，其特征在于，所述量产电池额定容量为20Ah，恒定电流为2A，放电截止电压为2V，以2A对量产电池充电，记录该量产电池充电容量，充满以后将该量产电池以2A放电至2V。
5.根据权利要求1所述的一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，其特征在于，所述步骤b包括：将量产电池拆解，测量量产电池的正极片的长宽。
6.根据权利要求1所述的一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，其特征在于，所述步骤c包括：使用量产电池的部分正极片制作成扣式电池的正极片，扣式电池内的负极为金属锂片，根据扣式电池正极片的直径，利用圆形面积公式，计算出扣式电池的正极片的面积。
7.根据权利要求1所述的一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，其特征在于，所述步骤d中扣式电池充电过程中扣式电池的充电电流倍率与对应的量产电池定容时的充电电流倍率一致。
8.根据权利要求7所述的一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，其特征在于，所述步骤d中利用公式I＝0.1*C*S/(a*b*2)获取扣式电池的充电电流，其中，C为量产电池额定容量，S为扣式电池正极片面积，a、b分别为量产电池正极片的长和宽。
9.根据权利要求1所述的一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，其特征在于，所述步骤e包括：
利用公式Ck＝C1/S计算扣式电池正极片单位面积首周充电容量，其中，C1为扣式电池正极片的首周充电容量，S为扣式电池正极片面积；
利用公式Cl＝Cc/(a*b*2)计算对应的量产电池单位面积充电容量，其中，Cc为量产电池充电容量，a、b分别为量产电池正极片的长和宽。
10.根据权利要求9所述的一种基于量产电池制作的扣式电池的有效性评判方法，其特征在于，所述步骤f包括：
利用公式P＝(Ck-Cl)/Cl计算扣式电池单位面积容量误差率；
若扣式电池单位面积容量误差率P的绝对值＜1.5％，则该扣式电池有效可用。
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