CN116106772A - 一种退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法 - Google Patents

一种退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法。其中，该方法包括：将多个初始电池充电至第一荷电状态，得到多个目标电池及与多个目标电池分别对应的充电量；对多个目标电池进行预定活化操作，得到多个活化电池；将多个活化电池放电至第二荷电状态，得到与多个活化电池分别对应的放电量和第二极化电压；基于上述的充电量和放电量，确定与多个目标电池分别对应的自放电率；确定多个活化电池从第二荷电状态充电至第一荷电状态后分别对应的第一极化电压；基于上述的充电量，自放电率，第一极化电压和第二极化电压，确定多个活化电池分别对应的状态参数；基于多个活化电池分别对应的状态参数，确定多个活化电池的状态等级。

Description

一种退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法
技术领域
本发明涉及电能存储技术领域，具体而言，涉及一种退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法。
背景技术
在相关技术中，大多通过仪器测量电池的开路电压、内阻、通过充放电循环测量剩余容量、充放电过程中电池温度、脉冲充放电电压和内阻变化、充电阻抗等参数来确定当前电池的状态。但利用上述方法来筛选评价梯次利用电池状态，存在执行所需时间较长，效率低，或电池阻抗表征不准确，或涉及的检测设备较多，检测成本高，或方法复杂度高的问题。
因此，在相关技术中存在通过筛选电池状态确定用于进行梯次利用的电池时所需成本高、效率低、效果差的技术问题。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法，以至少解决通过筛选电池状态确定用于进行梯次利用的电池时所需成本高、效率低、效果差的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法，包括：将多个初始电池充电至第一荷电状态，得到多个目标电池及与多个目标电池分别对应的充电量；对多个目标电池进行预定活化操作，得到多个活化电池；将多个活化电池放电至第二荷电状态，得到与多个活化电池分别对应的放电量，以及多个活化电池放电至第二荷电状态时分别对应的第二极化电压；基于多个目标电池分别对应的充电量和多个活化电池分别对应的放电量，确定与多个目标电池分别对应的自放电率；将多个活化电池从第二荷电状态充电至第一荷电状态，得到与多个活化电池分别对应的第一极化电压；基于多个目标电池分别对应的充电量和自放电率，多个活化电池分别对应的第一极化电压和第二极化电压，确定多个活化电池分别对应的状态参数；基于多个活化电池分别对应的状态参数，确定多个活化电池分别对应的状态等级。
可选的，在将多个初始电池充点至第一荷电状态，得到多个目标电流及与多个目标电池分别对应的充电量之前，还包括：按照预定电流和预定电压分别对多个初始电池进行第一次充电和第一次放电。
可选的，在将多个初始电池充电至第一荷电状态，得到多个目标电池及与多个目标电池分别对应的充电量之前，还包括：确定待评估的多个电池；按照预定条件对多个电池进行筛选，将满足预定条件的电池确定为初始电池，得到多个初始电池，其中，预定规则为：电池外观无破损或变形的程度属于预定允许范围内，且电池的开路电压高于预定数值。
可选的，对多个目标电池进行预定活化操作，得到多个活化电池，包括：将多个目标电池在预定温度范围内进行预定时长的搁置，得到多个活化电池。
可选的，预定温度范围为30℃～70℃，预定时长为4h～158h。
可选的，多个目标电池分别对应的自放电率确定方式为：
S＝(C1-C2)/C1*100％
其中，S为自放电率，C1为多个目标电池分别对应的充电量，C2为多个活化电池分别对应的放电量。
可选的，多个活化电池分别对应的状态参数确定方式为：
F(SOH)＝f1*C+f2*(U上-U下)/(ΔU1+ΔU2)+f3*1/S
其中，F(SOH)为状态参数，f1、f2和f3为预定权重因子，C为多个活化电池从第二荷电状态充电达到第一荷电状态时分别对应的充电容量，U上为多个活化电池分别对应的上限电压，U下为多个活化电池分别对应的下限电压，ΔU1为多个活化电池在放电达到第二荷电状态时分别对应的多个第二极化电压，ΔU2为多个活化电池从第二荷电状态充电达到第一荷电状态时分别对应的第一极化电压，S为多个目标电池分别对应的自放电率。
可选的，基于多个活化电池分别对应的状态参数，确定多个活化电池分别对应的状态等级，包括：将多个活化电池分别对应的状态参数按照数值大小进行排序；基于排序结果以及预定排列顺序范围，确定多个目标状态参数；基于多个目标状态参数，得到目标状态评估参数；基于目标状态评估参数及预定状态等级权重因子，确定与多个状态等级分别对应的状态评估参数范围；基于状态评估参数范围及多个目标电池分别对应的状态参数，确定多个活化电池分别对应的状态等级。
可选的，上述方法还包括：基于多个活化电池分别对应的状态等级，对多个活化电池进行梯次利用。
在本发明实施例中，采用计算电池的状态参数的方式，通过对多个初筛出的初始电池进行预定的先充电再放电再充电到第一荷电状态的操作，得到多个目标电池及多个目标电池的充电量；接着对多个目标电池在预设温度下进行预设时间的搁置活化，得到活化后多个目标电池；对活化后多个目标电池采用预设电流进行放电至第二荷电状态，得到活化后多个目标电池的放电量，基于上述多个目标电池的充电量和活化后多个目标电池的放电量，计算得到每个目标电池的自放电率；对上述多个目标电池放电达到第二荷电状态时的第二极化电压以及充电达到第一荷电状态时的第一极化电压进行测量计算；并基于目标电池的放电量、自放电率、第一极化电压和第二极化电压确定每个目标电池的状态参数，这个状态参数用于表征电池的健康状态。因此，可以根据该状态参数确定每个目标电池的状态等级。另外，本实施例在对电池状态进行评估过程中有一步对电池进行预设条件下的活化操作，被评估的电池通过活化操作可使其健康状态得以提升。因此，更多的被评估电池通过活化得到一定程度的修复，最终得以通过状态评估筛选，实现最大程度发挥其在梯次利用阶段价值的目的，且本实施例在实施过程中涉及到的设备为常规充放电设备和电压表，从而实现了以低成本进行高效确定电池状态评估的技术效果，进而解决了通过筛选电池状态确定用于进行梯次利用的电池时所需成本高、效率低、效果差的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例提供的一种退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法的流程图；
图2是根据本发明可选实施方式提供的退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法的流程图；
图3是根据本发明可选实施方式提供的示例一的测试结果示意图一；
图4是根据本发明可选实施方式提供的示例一的测试结果示意图二；
图5是根据本发明可选实施方式提供的示例二的测试结果示意图；
图6是根据本发明可选实施方式提供的示例三的测试结果示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
术语说明
退役动力单体电池：指从退役动力电池包的模组中拆解得来的电池单体。
梯次利用：指电池使用后已不能满足最初设计的应用场景需求，退役下来后继续用于要求更低的场景。
荷电状态(SOC)：电池中所存储能量的相对度量，定义为特定时间点可从电芯提取的电荷量与总容量之比。
根据本发明实施例，提供了一种退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如搁置结束，恒流放电至下限电压，记录放电容量C2，计算自放电率，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例提供的一种退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，将多个初始电池充电至第一荷电状态，得到多个目标电池及与多个目标电池分别对应的充电量；
步骤S104，对多个目标电池进行预定活化操作，得到多个活化电池；
步骤S106，将多个活化电池放电至第二荷电状态，得到与多个活化电池分别对应的放电量，以及多个活化电池放电至第二荷电状态时分别对应的第二极化电压；
步骤S108，基于多个目标电池分别对应的充电量和多个活化电池分别对应的放电量，确定与多个目标电池分别对应的自放电率；
步骤S110，将多个活化电池从第二荷电状态充电至第一荷电状态，得到与多个活化电池分别对应的第一极化电压；
步骤S112，基于多个目标电池分别对应的充电量和自放电率，多个活化电池分别对应的第一极化电压和第二极化电压，确定多个活化电池分别对应的状态参数；
步骤S114，基于多个活化电池分别对应的状态参数，确定多个活化电池分别对应的状态等级。
通过上述步骤，采用计算电池的状态参数的方式，通过对多个初筛出的初始电池进行预定的先充电再放电再充电到第一荷电状态的操作，得到多个目标电池及多个目标电池的充电量；接着对多个目标电池在预设温度下进行预设时间的搁置活化，得到活化后多个目标电池；对活化后多个目标电池采用预设电流进行放电至第二荷电状态，得到活化后多个目标电池的放电量，基于上述多个目标电池的充电量和活化后多个目标电池的放电量，计算得到每个目标电池的自放电率；对上述多个目标电池放电达到第二荷电状态时的第二极化电压以及充电达到第一荷电状态时的第一极化电压进行测量计算；并基于目标电池的放电量、自放电率、第一极化电压和第二极化电压确定每个目标电池的状态参数，这个状态参数用于表征电池的健康状态。因此，可以根据该状态参数确定每个目标电池的状态等级。另外，本实施例在对电池状态进行评估过程中有一步对电池进行预设条件下的活化操作，被评估的电池通过活化操作可使其健康状态得以提升。因此，更多的被评估电池通过活化得到一定程度的修复，最终得以通过状态评估筛选，实现最大程度发挥其在梯次利用阶段价值的目的，且本实施例在实施过程中涉及到的设备为常规充放电设备和电压表，从而实现了以低成本进行高效确定电池状态评估的技术效果，进而解决了通过筛选电池状态确定用于进行梯次利用的电池时所需成本高、效率低、效果差的技术问题。
需要说明的是，上述的第二荷电状态可以是电池放电至下限电压(0％SOC)的状态，第一荷电状态可以是电池充电至上限电压且在上限电压时恒电压充满电(100％SOC)的状态。对应的，第二极化电压可以为ΔU1＝U1-U下，第一极化电压可以为ΔU2＝U上-U2，其中，U上为多个目标电池分别对应的上限电压，U下为多个目标电池分别对应的下限电压，ΔU1为多个目标电池在放电达到第二荷电状态时分别对应的多个第二极化电压，ΔU2为多个目标电池从第二荷电状态充电达到第一荷电状态时分别对应的第一极化电压，U1为第二荷电状态下的电池的开路电压，U2为第一荷电状态下的电池的开路电压。
作为一种可选的实施例，在将多个初始电池充电至第一荷电状态，得到多个目标电池及与多个目标电池分别对应的充电量之前，还包括：按照预定电流和预定电压分别对多个初始电池进行第一次充电和第一次放电。蓄电池放电时，贮存的电能逐步释放，电压缓慢下降。当电压降低到某一规定值时应停止放电，重新充电以恢复电池的贮能状态。低于此规定值继续放电，即为过度放电，过度放电可能造成电极活性物质损伤，失去反应能力，使蓄电池寿命缩短。在本实施例中，在确定出初始电池之后，先对初始电池进行一次充电，再进行之后的放电充电、高温活化等操作，例如，可以先按照预定电流和预定电压，恒流恒压将初始电池充电到满电，然后再放电再充电，高温搁置活化。通过上述操作，可以有效避免电池在存储过程中可能存在的过度放电造成的不利影响，以保证这些初始电池能够恢复较好的健康状态，通过状态评估并达到电池梯次利用的状态等级要求。
作为一种可选的实施例，在按照预定电流和预定电压分别对多个初始电池分别进行第一次充电之前，还包括：确定待评估的多个电池；按照预定条件对多个电池进行筛选，将满足预定条件的电池确定为初始电池，得到多个初始电池，其中，预定规则为：电池外观无破损或变形的程度属于预定允许范围内，且电池的开路电压高于预定数值。对于待评估的电池，可以先进行一轮初筛，筛除无需进行多次测量等检测操作就可以直接判为无法进行梯次利用的电池，例如，可以将外观破损或严重变形和开路电压低于预定电压值(例如0.5V)的电池直接剔除，这些电池可用于再生利用。
作为一种可选的实施例，对多个目标电池进行预定活化操作，得到多个活化电池，包括：将多个目标电池在预定温度范围内进行预定时长的搁置，得到多个活化电池。
作为一种可选的实施例，上述的预定温度范围可以为30℃～70℃，上述的预定时长为4h～158h。优选的，上述的预定温度范围可以具体设置为45℃～60℃，而上述的预定时长可以具体设定为12h～72h。
为了避免遗漏一些经过活化后就可以继续梯次利用的电池，使更多的电池通过状态评估并达到电池梯次利用的状态等级要求，本实施例在对初始电池进行预定充放电操作的过程中，对目标电池进行活化，使更多的电池符合梯次利用的质量要求。例如，可以在45℃-60℃的温度范围内对电池进行搁置，即采用高温搁置的方法对电池进行活化，通过高温搁置，可使部分沉积锂得到活化，降低电池内阻，提升并稳定电池容量，降低未来梯次利用阶段的自放电率。
作为一种可选的实施例，多个目标电池分别对应的自放电率确定方式为：
S＝(C1-C2)/C1*100％
其中，S为自放电率，C1为多个目标电池分别对应的充电量，C2为多个活化电池分别对应的放电量。
需要说明的是，在本实施例中，在记录得到初始电池充电量之后，得到目标电池，对目标电池进行高温搁置，高温的目的是活化电池，而在高温搁置的过程中，电池会发生自放电，可同时考察电池自放电情况。因此，在高温搁置活化结束后，需要在搁置期间自放电的基础上继续对目标电池进行放电，达到目标电池的下限电压(即第二荷电状态)，再记录此时的放电量，并基于该放电量和上述的充电量，利用上述的公式计算得到目标电池的自放电率。
作为一种可选的实施例，多个目标电池分别对应的状态参数确定方式为：
F(SOH)＝f1*C+f2*(U上-U下)/(ΔU1+ΔU2)+f3*1/S
其中，F(SOH)为状态参数，f1、f2和f3为预定权重因子，C为多个活化电池从第二荷电状态充电达到第一荷电状态时分别对应的充电容量，U上为多个活化电池分别对应的上限电压，U下为多个活化电池分别对应的下限电压，ΔU1为多个活化电池在放电达到第二荷电状态时分别对应的多个第二极化电压，ΔU2为多个活化电池从第二荷电状态充电达到第一荷电状态时分别对应的第一极化电压，S为多个目标电池分别对应的自放电率。
在上述公式中，f1、f2和f3作为预定权重因子，可以设置其三者之间满足一定的关系，并根据实际应用需要调整具体数值，例如，可以令f1+f2+f3＝10，其中，1<f1≤3，4<f2≤7，1.5<f3≤4，等等。
需要说明的是，为了提高确定各目标电池的状态参数的效率，可以通过基于上述公式构建电池状态评估模型的方式，通过对该模型输入电池的放电量、自放电率、第一极化电压和第二极化电压就可以快速、准确地得到该电池对应的状态参数。
需要说明的是，为了保证电池状态等级的准确性，可以对同一批次进行状态评估的电池的数量进行限制，例如，可以令每批次进行测试评估的电池数量限制在50个以上，等等。
作为一种可选的实施例，基于多个活化电池分别对应的状态参数，确定多个活化电池分别对应的状态等级，包括：将多个活化电池分别对应的状态参数按照数值大小进行排序；基于排序结果以及预定排列顺序范围，确定多个目标状态参数；基于多个目标状态参数，得到目标状态评估参数；基于目标状态评估参数及预定状态等级权重因子，确定与多个状态等级分别对应的状态评估参数范围；基于状态评估参数范围及多个目标电池分别对应的状态参数，确定多个活化电池分别对应的状态等级。
在确定出所有活化电池的状态参数之后，可以对这些状态参数进行排序，并根据排序结果确定出一个目标状态评估参数，例如，活化电池的数量为50，则可以将这50个活化电池对应的状态参数按照数值大小进行排序，并将状态参数排在第11个至第40个活化电池的状态参数进行平均值计算，将该计算得到的平均值作为目标状态评估参数。
确定出目标状态评估参数之后，可以根据该目标状态评估参数对电池的状态等级进行划分，例如，假设目标状态评估参数为x，可以令F(SOH)>x的归为1级，0.8x<F(SOH)≤x的归为2级，0.5x<F(SOH)≤0.8x的归为3级，F(SOH)≤0.5x的归为4级，等等。
作为一种可选的实施例，上述方法还包括：基于多个活化电池分别对应的状态等级，对多个活化电池进行梯次利用。在确定出多个活化电池分别对应的状态等级之后，可以对多个活化电池进行分级分选，对于被划分成不同等级的目标电池，可以进行不同场景的梯次应用，以尽可能发挥电池梯次利用阶段的价值。
需要说明的是，上述的待评估电池可以是退役动力单体电池。
基于上述实施例及可选实施例，本发明提出一种可选实施方式，下面进行说明。
本发明可选实施方式提供一种退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法，图2是根据本发明可选实施方式提供的退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法的流程图，如图2所示，该方法步骤如下：
S1、对某批型号统一的单体电池进行初筛，剔除外观破损或严重变形和开路电压低于0.5V的电池，被剔除的电池淘汰供再生利用；
S2、先恒流恒压充电至满电，接着进行一次放电和一次充电，记录第二次充电容量C1；
S3、45℃-60℃高温搁置活化电池1-3天，同时考察自放电；
S4、搁置结束，再放电至下限电压U下(0％SOC)，记录放电容量C2，计算自放电率S：S＝(C1-C2)/C1*100％。
S5、检测0％SOC状态下的电池的开路电压U1，获得极化电压ΔU1＝U1-U下；
S6、接着充电至第一荷电状态(100％SOC)，记录充电容量C，该次充电容量作为电池的剩余容量；检测100％SOC时，电池的开路电压U2；极化电压ΔU2＝U上-U2。
S7、电池健康状态评估：随机取50只以上单体电池进行测试，测得以上相应参数代入电池健康状态的评估模型：
F(SOH)＝f1*C+f2*(U上-U下)/(ΔU1+ΔU2)+f3*1/S
其中，f1、f2和f3为权重因子，f1+f2+f3＝10，1<f1≤3，4<f2≤7，1.5<f3≤4；
F(SOH)按值大小排序，取第11个至第40个(共30个)的F(SOH)平均值x作为健康因子基准数。
S8、待测电池分级：根据健康因子F(SOH)基准数设定阀值，电池的F(SOH)>x的归为1级，0.8x<F(SOH)≤x的归为2级，0.5x<F(SOH)≤0.8x的归为3级，F(SOH)≤0.5x的归为4级，直接淘汰。
下面对该方法的具体应用进行介绍。
1、示例一
S11、取某批型号统一的三元单体电池90个，剔除外观破损、严重变形和开路电压低于0.5V的电池，挑出待评价电池64个(保证剩余待测电池≧50个)。被剔除的电池收集起来供再生利用；
S12、先0.5C恒流充电至上限电压4.2V，恒压4.2V充电至截止电流0.05C，搁置2min，接着0.5C恒流放电至1.0V，搁置2min，0.5C恒流充电至上限电压4.2V，恒压4.2V充电至截止电流0.05C，记录第二次充电容量C1；
S13、45℃下搁置2天(48小时)；
S14、高温搁置结束，0.5C恒流放电至下限电压1.0V(0％SOC)，记录放电容量C2，计算自放电率S：S＝(C1-C2)/C1*100％。
S15、检测0％SOC状态下的电池的开路电压U1；获得极化电压ΔU1＝U1-U下；
S16、接着0.5C恒流充电至上限电压4.2V，恒压4.2V充电至截止电流0.05C，记录充电容量C，以该步中充电容量作为电池的剩余容量；检测此时100％SOC状态下的电池开路电压U2，计算极化电压ΔU2＝U上-U2；
S17、将以上测得参数代入电池健康状态的评估模型计算公式：
F(SOH)＝f1*C+f2*(U上-U下)/(ΔU1+ΔU2)+f3*1/S
其中，f1，f2，f3为权重因子，f1+f2+f3＝10，1<f1≤3，4<f2≤7，1.5<f3≤4；本例中取f1＝2，f2＝5，f3＝3。所得参数如表一所示。
表一
Figure BDA0003974202830000101
Figure BDA0003974202830000111
Figure BDA0003974202830000121
F(SOH)按值大小排序，取第11个至第40个(共30个)的F(SOH)平均值x作为健康因子基准数。
S18、待测电池分级：根据健康因子F(SOH)基准数设定阀值，电池的F(SOH)>x的归为1级，0.8x<F(SOH)≤x的归为2级，0.5x<F(SOH)≤0.8x的归为3级，F(SOH)≤0.5x的归为4级，直接淘汰。图3是根据本发明可选实施方式提供的示例一的测试结果示意图一，图4是根据本发明可选实施方式提供的示例一的测试结果示意图二。
2、示例二
S21、取某批型号统一的三元单体电池90个，剔除外观破损、严重变形和开路电压低于0.5V的电池，剩余待测电池70个。被剔除的电池收集起来供再生利用；
S22、先0.5C恒流充电至上限电压4.2V，恒压4.2V充电至截止电流0.05C，搁置2min，接着0.5C恒流放电至1.0V，搁置2min，0.5C恒流充电至上限电压4.2V，恒压4.2V充电至截止电流0.05C，记录第二次充电容量C1；
S23、45℃下搁置2天(48小时)；
S24、高温搁置结束，0.5C恒流放电至下限电压1.0V(0％SOC)，记录放电容量C2，计算自放电率S：S＝(C1-C2)/C1*100％。
S25、检测0％SOC状态下的电池的开路电压U1；获得极化电压ΔU1＝U1-U下。
S26、接着0.5C恒流充电至上限电压4.2V，恒压4.2V充电至截止电流0.05C，记录充电容量C，以该步中充电容量作为电池的剩余容量；检测此时100％SOC状态下的电池开路电压U2；极化电压ΔU2＝U上-U2；
S27、将以上测得参数代入电池健康状态的评估模型计算公式：
F(SOH)＝f1*C+f2*(U上-U下)/(ΔU1+ΔU2)+f3*1/S
其中f1，f2，f3为权重因子，f1+f2+f3＝10，1<f1≤3，4<f2≤7，1.5<f3≤4；本例中取f1＝2，f2＝6，f3＝2。所得参数如表二所示。
表二
Figure BDA0003974202830000131
Figure BDA0003974202830000141
F(SOH)按值大小排序，取第11个至第40个(共30个)的F(SOH)平均值x作为健康因子基准数。
S28、待测电池分级：根据健康因子F(SOH)基准数设定阀值，电池的F(SOH)>x的归为1级，0.8x<F(SOH)≤x的归为2级，0.5x<F(SOH)≤0.8x的归为3级，F(SOH)≤0.5x的归为4级，直接淘汰。图5是根据本发明可选实施方式提供的示例二的测试结果示意图。
3、示例三
S31、取某批型号统一的三元单体电池70个，剔除外观破损、严重变形和开路电压低于0.5V的电池，剩余待测电池55个。被剔除的电池收集起来供再生利用；
S32、先0.5C恒流充电至上限电压4.2V，恒压4.2V充电至截止电流0.05C，搁置2min，接着0.5C恒流放电至1.0V，搁置2min，0.5C恒流充电至上限电压4.2V，恒压4.2V充电至截止电流0.05C，记录第二次充电容量C1；
S33、50℃下搁置1天(24小时)；
S34、高温搁置结束，0.5C恒流放电至下限电压1.0V(0％SOC)，记录放电容量C2，计算自放电率S：S＝(C1-C2)/C1*100％。
S35、检测0％SOC状态下的电池的开路电压U1；获得极化电压ΔU1＝U1-U下；
S36、接着0.5C恒流充电至上限电压4.2V，恒压4.2V充电至截止电流0.05C，记录充电容量C，以该步中充电容量作为电池的剩余容量；检测此时100％SOC状态下的电池开路电压U2，计算极化电压ΔU2＝U上-U2；
S37、将以上测得参数代入电池健康状态的评估模型计算公式：
F(SOH)＝f1*C+f2*(U上-U下)/(ΔU1+ΔU2)+f3*1/S
其中f1，f2，f3为权重因子，f1+f2+f3＝10，1<f1≤3，4<f2≤7，1.5<f3≤4；，本例中取f1＝2，f2＝5，f3＝3。所得参数如表三所示。
表三
Figure BDA0003974202830000151
Figure BDA0003974202830000161
Figure BDA0003974202830000171
F(SOH)按值大小排序，取第11个至第40个(共30个)的F(SOH)平均值x作为健康因子基准数。
S38、待测电池分级：根据健康因子F(SOH)基准数设定阀值，电池的F(SOH)>x的归为1级，0.8x<F(SOH)≤x的归为2级，0.5x<F(SOH)≤0.8x的归为3级，F(SOH)≤0.5x的归为4级，直接淘汰。图6是根据本发明可选实施方式提供的示例三的测试结果示意图。
综上，本发明可选实施方式具有以下几点优势：
1)初筛后，首先给预梯次利用的电池先充电，可有效的防止电池储存过程中可能存在过度放电造成的不利影响，能保证较好状态的电池最大量被选出。
2)通常退役电池随着使用年限的增加都有部分活性锂不断沉积现象，锂沉积是造成电池容量衰减、内阻增大，自放电率高等问题的重要因素之一。而本发明可选实施方式筛选评价步骤中的高温搁置，可使部分沉积锂得到活化，降低电池内阻，提升并稳定电池容量，降低未来梯次利用阶段的自放电率；同时，高温活化后再继续筛选，能保证更大量的电池符合梯次利用质量要求，发挥梯次利用的最大价值。
3)本发明可选实施方式筛选评价单体电池的方法，仅涉及常规充放电设备、电压表，且所测参数简单直观，易实施，筛选评价成本低，效率高。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种退役动力单体电池梯次利用筛选评价方法，其特征在于，包括：
将多个初始电池充电至第一荷电状态，得到多个目标电池及与所述多个目标电池分别对应的充电量；
对所述多个目标电池进行预定活化操作，得到多个活化电池；
将所述多个活化电池放电至第二荷电状态，得到与所述多个活化电池分别对应的放电量，以及所述多个活化电池放电至所述第二荷电状态时分别对应的第二极化电压；
基于所述多个目标电池分别对应的充电量和所述多个活化电池分别对应的放电量，确定与所述多个目标电池分别对应的自放电率；
将所述多个活化电池从所述第二荷电状态充电至所述第一荷电状态，得到与所述多个活化电池分别对应的第一极化电压；
基于所述多个目标电池分别对应的所述充电量和所述自放电率，所述多个活化电池分别对应的所述第一极化电压和所述第二极化电压，确定所述多个活化电池分别对应的状态参数；
基于所述多个活化电池分别对应的状态参数，确定所述多个活化电池分别对应的状态等级。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将多个初始电池充电至第一荷电状态，得到多个目标电池及与所述多个目标电池分别对应的充电量之前，还包括：
按照预定电流和预定电压分别对多个初始电池进行第一次充电和第一次放电。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将多个初始电池充电至第一荷电状态，得到多个目标电池及与所述多个目标电池分别对应的充电量之前，还包括：
确定待评估的多个电池；
按照预定条件对所述多个电池进行筛选，将满足所述预定条件的电池确定为初始电池，得到所述多个初始电池，其中，所述预定规则为：电池外观无破损或变形的程度属于预定允许范围内，且电池的开路电压高于预定数值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述多个目标电池进行预定活化操作，得到多个活化电池，包括：
将所述多个目标电池在预定温度范围内进行预定时长的搁置，得到所述多个活化电池。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预定温度范围为30℃～70℃，所述预定时长为4h～158h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个目标电池分别对应的自放电率确定方式为：
S＝(C1-C2)/C1*100％
其中，S为所述自放电率，C1为所述多个目标电池分别对应的充电量，C2为所述多个活化电池分别对应的放电量。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个活化电池分别对应的状态参数确定方式为：
F(SOH)＝f1*C+f2*(U上-U下)/(ΔU1+ΔU2)+f3*1/S
其中，F(SOH)为所述状态参数，f1、f2和f3为预定权重因子，C为所述多个活化电池从所述第二荷电状态充电达到所述第一荷电状态时分别对应的充电容量，U上为所述多个活化电池分别对应的上限电压，U下为所述多个活化电池分别对应的下限电压，ΔU1为所述多个活化电池在放电达到第二荷电状态时分别对应的多个第二极化电压，ΔU2为所述多个活化电池从所述第二荷电状态充电达到第一荷电状态时分别对应的第一极化电压，S为所述多个目标电池分别对应的自放电率。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个活化电池分别对应的状态参数，确定所述多个活化电池分别对应的状态等级，包括：
将所述多个活化电池分别对应的状态参数按照数值大小进行排序；
基于排序结果以及预定排列顺序范围，确定多个目标状态参数；
基于所述多个目标状态参数，得到目标状态评估参数；
基于所述目标状态评估参数及预定状态等级权重因子，确定与多个状态等级分别对应的状态评估参数范围；
基于所述状态评估参数范围及所述多个目标电池分别对应的状态参数，确定所述多个活化电池分别对应的状态等级。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述多个活化电池分别对应的状态等级，对所述多个活化电池进行梯次利用。
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