CN116298967A - 一种锂电池pack组装检测工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了锂电池组装技术领域的一种锂电池PACK组装检测工艺，包括如下步骤：将电芯按照电压差、内阻差和容量差进行分组；将电芯放入工装夹具内，对电芯进行串并联焊接；将PCM和BMS与串并联后的电芯组焊接；将对电池组的电压采集线、导线和正负极输出线进行固定，并对线路进行绝缘处理；对电池组进行充放电测试，过充、过放测试，内阻测试，容量测试，短路测试以及过流测试；根据需求对电池组进行外包装，包装后再次对初测试的测试内容进行测试，然后进行循环充放电寿命测试，记录数据并贴标。本发明的技术方案，从锂电池组装的各个环节对电芯和电池组各参数进行检测，减少了锂电池组装过程中产生不合格的几率，提高了锂电池成品的质量。
Description
技术领域
本发明属于锂电池组装技术领域，具体是一种锂电池PACK组装检测工艺。
背景技术
锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
锂电池PACK在早期重要指锂离子电池组的加工组装，重要是将锂电芯，锂离子电池保护板，电池连接片等通过电池PACK工艺组合加工成客户要的产品；随着近年来新能源汽车、智能手机、笔记本电脑等产品的逐渐发展，对锂电池的需求逐渐升高；锂离子电池能量密度逐渐提高。传统锂电池PACK工艺只采用对电池简单的包装，并没有严格的要求，导致制造出来的锂电池出现很多不合格现象。
为解决上述问题：中国专利CN109599584A公开了一种锂电池PACK组装检测工艺，包括以下步骤：箱体预处理并安装PTC线束、模组入PACK箱、模组锁紧、模组连接、PACK箱体充放电测试、接插件类等安装、PACK系统测试、贴标。
上述发明的技术方案，对组装好的锂电池进行了检测，但是在整个PACK过程中没有对各个环节进行检测，不能减少在PACK各个环节中锂电池出现不合格的情况。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是一种锂电池PACK组装检测工艺，解决现有技术中锂电池PACK各个环节容易出现锂电池不合格的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种锂电池PACK组装检测工艺，包括如下步骤：
S1.电芯分组：将电芯按照电压差、内阻差和容量差进行分组；
S2.电芯串并联：根据组装标准将步骤1分组好的电芯的正负极按照顺序排列放置，将电芯放入工装夹具内，对电芯进行串并联焊接；
S3.模块焊接:工作人员佩戴静电手环后，再将PCM和BMS通过电源线与步骤2串并联后的电芯组焊接；
S4.绝缘处理：将对电池组的电压采集线、导线和正负极输出线进行固定，并对线路进行绝缘处理；
S5.初测试：使用电池综合测试仪对电池组进行充放电测试，过充、过放测试，内阻测试，容量测试，短路测试以及过流测试；
S6.PACK包装：根据需求对电池组进行外包装，包装过程中不能破坏电路以及电池组正负极的绝缘；
S7.终测试：再次对步骤5的测试内容进行测试，然后进行循环充放电寿命测试，记录数据并贴标。
采用上述方案后实现了以下有益效果：
在电芯分组环节，对电芯的电压差、内阻差和容量差进行了分组，电压差过大会使锂电池的续航能力减弱，内阻差和容量差过大会影响锂电池的充放电效率，以及对电池的使用寿命有一定影响，因此需对电芯的电压差内阻差和容量差进行分组，将差值在一定范围内的电芯组装成锂电池组，有利于锂电池的充放电、续航能够力和使用寿命；将锂电池放置在工装夹具内有利于电芯焊接的稳定性，同时减少焊接处虚焊的几率；在焊接PCM(保护电路模块)和BMS(电池管理模块)时操作者需带静电手环，以免PCM和BMS受到损坏；对电池组的各连接线需进行绝缘处理，以免连接线与电芯或者电池组外壳接触损坏锂电池；初测试可以对锂电池的基本性能进行第一次测试，在PACK包装后再次对初测试的测试内容进行测试，既可以检测最终锂电池性能，又能通过对比两次测试的结果分析PACK包装环节是否对锂电池组造成损坏。整个过程对锂电池PACK组装的各个环节进行严格限制和对各阶段的锂电池进行检测，减少锂电池出现不合格的现象。
进一步，步骤S1按照电压差为3mV、内阻差为3mΩ和容量差为3％对电芯进行分组。
有益效果：将电芯按照电压差为3mV、内阻差为3mΩ和容量差为3％进行分组，该差值范围内的电芯可以有效的提高锂电池组的续航、使用寿命和充放电效果等。
进一步，步骤S2和S3焊接后，需对焊点进行质量检查，质量检查包括外观检查、拨动检查和通电检查。
有益效果：对焊点进行检查，可以有效的减少因为虚焊造成电芯与其他电芯无法串并联，保证锂电池的续航能力以及使用安全。
进一步，步骤S4的固定材料采用高温胶布和扎带，绝缘材料采用青稞纸和环氧玻璃丝布板。
有益效果：锂电池组在充放电过程中容易升温，影响线路的固定效果以及电芯的绝缘效果，使用合适的固定材料和绝缘材料有效的提高了锂电池组在充放电过程中的安全性。
进一步，步骤S4绝缘处理后，对锂电池组进行绝缘电阻测量。
有益效果：对锂电池组以及线路的绝缘电阻测量，可以直观的判断锂电池组的绝缘性能是否达标。
进一步，在步骤S5的基础上还需进行高温低温测试、针刺测试、跌落测试和盐雾测试。
有益效果：部分锂电池是在户外或者更复杂的环境中使用，因此将锂电池进行上述环境实验，可以判断锂电池是否满足使用环境的需求。
进一步，步骤S1的电压和内阻测试采用自动检测设备，通过如下步骤进行测试：
S11.预设：根据需求将电芯之间的电压差值范围和内阻差值范围在设备软件上进行预设置；
S12.装载：将两组电芯装载到设备测试通道内，将电芯正负极与测试夹连通；
S13.测试：设备会自动对两组电芯电压和内阻进行测试，如果电压差和内阻差超出A1预设范围，设备会自动报警提示。
有益效果：相较与人工依次对锂电池进行电压和内阻测试，自动检测设备可根据预设差值范围，确保电芯分组的准确性，可同时对多组电芯进行分组，提高了电芯分组的效率。
进一步，循环充放电寿命测试方法步骤如下：
S01.充电:锂电池在20℃±5℃的环境温度下，然后以0.2C电流恒流充电至终止电压，转入恒压充电，将电池容量充满；
S02.放电:锂电池应在20℃±5℃的环境温度下以0.2C电流恒流放电至规定的放电终止电压；
S03.放置:在放电结束后，将锂电池放置30～60分钟；
S04.循环：循环上述步骤S01、S02和S03，直到锂电池最大电容量低于80％时，停止测试，对测试结果进行分析计算。
有益效果：将锂电池置于合适的环境中对锂电池进行相同方式相同电压值的充放电，可以提高测试结果的准确性，并多次循环直到锂电池的最大电容量为80％，可以根据数据对锂电池的使用寿命进行分析预估。
附图说明
图1为本发明锂电池PACK组装检测工艺的实施例的流程图；
图2为本发明锂电池PACK组装检测工艺的实施例的自动检测设备操作流程图；
图3为本发明锂电池PACK组装检测工艺的实施例的循环充放电寿命测试流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例基本如附图1-3所示：一种锂电池PACK组装检测工艺，包括如下步骤：
S1.电芯分组：通过自动检测设备对电芯按照电压差3mV、内阻差3mΩ和容量差3％进行分组；
S2.电芯串并联：根据组装标准将步骤S1分组好的电芯的正负极按照顺序排列放置，将电芯放入工装夹具内，对电芯进行串并联焊接；对焊点进行质量检查，质量检查包括外观检查、拨动检查和通电检查；
S3.模块焊接:工作人员佩戴静电手环后，再将PCM(保护电路模块)和BMS(电池管理模块)通过电源线与步骤S2串并联后的电芯组焊接；对焊点进行质量检查，质量检查包括外观检查、拨动检查和通电检查；
S4.绝缘处理：采用高温胶布和扎带将对电池组的电压采集线、导线和正负极输出线进行固定，并采用青稞纸和环氧玻璃丝布板对线路进行绝缘处理；并对锂电池组进行绝缘电阻测量；
S5.初测试：使用电池综合测试仪对电池组进行充放电测试，过充、过放测试，内阻测试，容量测试，短路测试以及过流测试；根据用户需求可以对锂电池组进行高温低温测试、针刺测试、跌落测试和盐雾测试等。
S6.PACK包装：根据需求对电池组进行外包装，包装过程中不能破坏电路以及电池组正负极的绝缘；
S7.终测试：再次对步骤S5的测试内容进行测试，然后进行循环充放电寿命测试，记录数据并贴标。
步骤S1中的电压和内阻测试采用自动检测设备，通过如下步骤进行测试：
S11.预设：根据需求将电芯之间的电压差值范围和内阻差值范围在设备软件上进行预设置；
S12.装载：将两组电芯装载到设备测试通道内，将电芯正负极与测试夹连通；
S13.测试：设备会自动对两组电芯电压和内阻进行测试，如果电压差和内阻差超出A1预设范围，设备会自动报警提示。
循环充放电寿命测试方法步骤如下：
S01.充电:锂电池在20℃±5℃的环境温度下，然后以0.2C电流恒流充电至终止电压，转入恒压充电，将电池容量充满；
S02.放电:锂电池应在20℃±5℃的环境温度下以0.2C电流恒流放电至规定的放电终止电压；
S03.放置:在放电结束后，将锂电池放置30～60分钟；
S04.循环：循环上述步骤S01、S02和S03，直到锂电池最大电容量为80％时，停止测试，对测试结果进行分析计算。
具体实施过程如下：
在步骤S1电芯分组环节，对电芯的电压差、内阻差和容量差进行了分组，电压差过大会使锂电池的续航能力减弱，内阻差和容量差过大会影响锂电池的充放电效率，以及对电池的使用寿命有一定影响，因此需对电芯的电压差内阻差和容量差进行分组，将差值在一定范围内的电芯组装成锂电池组，有利于锂电池的充放电、续航能够力和使用寿命。本实施例采用自动检测设备对电芯进行分组相较与传统人工检测，自动检测设备的检测速度更快，且检测的数据更准确，也能直观的反应检测结果。
步骤S2，按照需求对电芯正负极进行顺序排列，若不按照顺序排列会使锂电池组短路，在对电芯进行串并联焊接后，对焊点进行质量检查，减少因虚焊造成电芯没有串并联或者串并联不稳的的几率。
步骤S3，在焊接PCM(保护电路模块)和BMS(电池管理模块)前操作者需带上静电手环，可以防止PCM(保护电路模块)和BMS(电池管理模块)收到静电的影响造成损坏，再对焊点进行质量检查，减少因虚焊造成PCM(保护电路模块)和BMS(电池管理模块)运行不稳定的几率。
步骤S4，采用能够承受锂电池充放电升温的材料对锂电池进行固定，采用能够在锂电池升温后依旧有良好的绝缘效果的材料进行绝缘，可以有效的减小锂电池因充放电温升造成的安全隐患。
步骤S5，对锂电池组进行初次测试，在基础测试项目的基础上可以根据用户需求对锂电池其他性能进行初次测试。
步骤S6，PACK包装环节时如果破坏了绝缘材料，易使锂电池内部电芯或者电路产生损坏。
步骤S7，在PACK包装后再次对初测试的测试内容进行测试，既可以检测最终锂电池的性能，又能通过对比两次测试的结果分析PACK包装环节是否对锂电池组造成损坏。并对锂电池进行循环充放电寿命测试，测试时将锂电池放置在20℃±5℃的环境温度下，以相同电压方式进行多次循环充放电，直至锂电池的最大电容量为80％，可以提高测试结果的准确性，并通过前面20％电容量下降进行分析，估算锂电池的使用寿命。
从锂电池组装的各个环节对电芯和电池组各参数进行检测，减少了锂电池组装过程中产生不合格的几率，提高了锂电池成品的质量。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (8)
1.一种锂电池PACK组装检测工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1.电芯分组：将电芯按照电压差、内阻差和容量差进行分组；
S2.电芯串并联：根据组装标准将步骤S1分组好的电芯的正负极按照顺序排列放置，将电芯放入工装夹具内，对电芯进行串并联焊接；
S3.模块焊接:工作人员佩戴静电手环后，再将PCM和BMS通过电源线与步骤S2串并联后的电芯组焊接；
S4.绝缘处理：将对电池组的电压采集线、导线和正负极输出线进行固定，并对线路进行绝缘处理；
S5.初测试：使用电池综合测试仪对电池组进行充放电测试，过充、过放测试，内阻测试，容量测试，短路测试以及过流测试；
S6.PACK包装：根据需求对电池组进行外包装，包装过程中不能破坏电路以及电池组正负极的绝缘；
S7.终测试：再次对步骤S5的测试内容进行测试，然后进行循环充放电寿命测试，记录数据并贴标。
2.根据权利要求1所述的锂电池PACK组装检测工艺，其特征在于：步骤S1按照电压差为3mV、内阻差为3mΩ和容量差为3％对电芯进行分组。
3.根据权利要求2所述的锂电池PACK组装检测工艺，其特征在于：步骤S2和S3焊接后，需对焊点进行质量检查，质量检查包括外观检查、拨动检查和通电检查。
4.根据权利要求3所述的锂电池PACK组装检测工艺，其特征在于：步骤S4的固定材料采用高温胶布和扎带，绝缘材料采用青稞纸和环氧玻璃丝布板。
5.根据权利要求4所述的锂电池PACK组装检测工艺，其特征在于：步骤S4绝缘处理后，对锂电池组进行绝缘电阻测量。
6.根据权利要求5所述的锂电池PACK组装检测工艺，其特征在于：在步骤S5的基础上还需进行高温低温测试、针刺测试、跌落测试和盐雾测试。
7.根据权利要求6所述的锂电池PACK组装检测工艺，其特征在于：步骤S1的电压和内阻测试采用自动检测设备，通过如下步骤进行测试：
S11.预设：根据需求将电芯之间的电压差值范围和内阻差值范围在设备软件上进行预设置；
S12.装载：将两组电芯装载到设备测试通道内，将电芯正负极与测试夹连通；
S13.测试：设备会自动对两组电芯电压和内阻进行测试，如果电压差和内阻差超出A1预设范围，设备会自动报警提示。
8.根据权利要求7所述的锂电池PACK组装检测工艺，其特征在于：循环充放电寿命测试方法步骤如下：
S01.充电:锂电池在20℃±5℃的环境温度下，然后以0.2C电流恒流充电至终止电压，转入恒压充电，将电池容量充满；
S02.放电:锂电池应在20℃±5℃的环境温度下以0.2C电流恒流放电至规定的放电终止电压；
S03.放置:在放电结束后，将锂电池放置30～60分钟；
S04.循环：循环上述步骤S01、S02和S03，直到锂电池最大电容量为80％时，停止测试，对测试结果进行分析计算。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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