CN117019670A - 一种梯次电池的筛选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种梯次锂电池一致性筛选方法，包括以下步骤：第I步：外观检查；第II步：电压以及内阻测量；第III步：动态筛选，将待筛选电池进行充放电测试，导出充放电数据，得到平均值电压曲线；根据电压偏差控制往上平移曲线得到电压偏差的上控制线，往下平移曲线得到电压偏差的下控制线，电压曲线位于上控制线和下控制线内的电池即为合格电池；第IV步：静置后，按照新测量电压、内阻等静态分选数据进行分组。与现有筛选方法相比，本发明动静全面结合，进一步得到电池性能参数数据，据此批次分选电池，一致性更好，后期运行更长，安全更可靠。
Description
技术领域
本发明属于梯次锂电池安全应用技术领域，尤其涉及梯次电池的一致性筛选方法。
背景技术
梯次电池是指针对新的电池组来说，新的电池组在使用一段时间后已经出现了衰减，然后回收利用到其他行业中，降级使用的电池称为梯次电池。例如车用磷酸铁锂动力锂电池容量衰减到80％以下，用于通信基站备用电源和储能。随着中国新能源汽车市场的规模化迅速发展，特别是电动大巴、渣土车、出租车的大量出现，按照相关国家汽车规范规定，汽车动力电池容量衰减到80％将停止使用，电池的退役量也呈现逐年增长的趋势。如何处理退役动力电池正逐步成为新能源汽车产业发展中面临的重要议题。动力电池的梯次利用是实现这一目标的重要环节。据了解，目前市场主流分选是直接测电池电压、内阻，然后配组使用，在梯次电池后期使用过程中往往存在突然不能保持、虚压以及电池管理系统报压差保护故障停止工作等多种问题，如何安全使用梯次电池成为一个难题。
发明内容
本发明的目的提供一种梯次电池一致性筛选方法。解决目前梯次利用电池分选时间过长，成本过高，同时不能兼顾电池不同性能的分选问题。
为了达到上述目的，本发明技术方案如下：
一种梯次电池的筛选方法，所述被筛选方壳电池的组成包括电池、泄压阀、正负极柱、壳体，其特征在于：包括以下步骤：
第I步：外观检查
用肉眼观察或光学检测设备检查分选电池是否存在外观缺陷，如果不存在外观缺陷则进入第II步分选，电池如果出现外观缺陷则判定为不合格；
第II步：电压以及内阻测量
经过第I步所述方法分选后的合格电池，进行如下步骤的分选：
a)测量开路电压，电压测量表测量电压低于电压限值的电池剔除；
b)测量电池内阻，内阻测试仪测量内阻超过电阻限值的电池剔除。
经过上述第I、II步，初步分选出第一批合格电池进入第III步筛选；
第III步：动态筛选，将待筛选电池进行充放电测试，导出充放电数据，得到平均值电压曲线；
充放电循环按照电池规格书上所规定的标准充电电流、温度充电到电池充电截止电压，静置10-15分钟min，继续按照电池规格书上所规定的标准放电电流、温度放电到电池截止电压，静置10-15分钟min，继续充电至电池容量的20％-40％后，导出充放电数据，生成时间电压曲线；在充电电压设定范围之间以及放电电压设定范围之间的曲线段，剔除在同一时间的电压偏离20mV以上的曲线段，保留40-60％曲线，此时保留下来曲线电压取算数平均值，得到一条平均值电压曲线；根据电压偏差控制往上平移曲线+50mV～+400mV得到电压偏差的上控制线，往下平移曲线-50mV～-400mV得到电压偏差的下控制线，电压曲线位于上控制线和下控制线内的电池即为合格电池，进入下一步的分选；
第IV步：静置5-7天后，再次测量开路电压，低于开路电压平均值20mV的电池再剔除一次，按照新测量电压、内阻等静态分选数据进行分组，按照平均电压值的偏差10mv，内阻平均值的偏差20％为一档配对使用。
进一步地，所述第I步外观检查中的外观缺陷包括以下a)～e)的任一项外观缺陷：
c)电池外表任何位置凹陷变形；
d)电池极柱面泄压阀破损处漏电解液或电池其他部位破损漏电解液；
c)电池外壳或极柱受腐蚀；
d)泄压阀破裂泄压；
e)测电池的膨胀度超过电池规格书上所给值的15％的电池出厂厚度规格。
进一步地，所述第II步电压以及内阻测量中，所述电压限值为2.6V。
进一步地，所述第II步电压以及内阻测量测量电池内阻，所述内阻限值为电池规格书电池规格书所给内阻值的+10％。
进一步地，所述第III步中，所述充电电压曲线段设定范围取3.4V-3.6V之间。
进一步地，所述第III步中，所述放电电压的曲线段设定范围取3.0V-2.85V之间。
本技术方案的技术效果：
与现有筛选方法相比，本发明动静全面结合，进一步得到电池性能参数数据，据此批次分选电池，一致性更好，后期运行更长，安全更可靠。解决了目前梯次利用电池分选时间过长，成本过高，同时不能兼顾电池不同性能的分选问题。
附图说明
图1电池原始充放电数据拟合曲线
图2找出曲线游离度大的电池
图3曲线相对聚合电池充放数据曲线
图4本批次电池充放电平均值曲线
图5本批次电池电压曲线拟合上下限曲线
图6把图5电压曲线拟合上下限曲线作为待筛选电池的选择范围
图7筛选出在图6所示选择范围内的电池曲线的示意图
具体实施方式
下面结合具体实施方式及附图对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施方式，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例一
以下实施例对35只磷酸铁锂电池进行筛选，所述被筛选方壳电池的组成包括电池、泄压阀、正负极柱、壳体，其特征在于：包括以下步骤：
第I步：外观检查
用肉眼观察或光学检测设备检查分选电池是否存在外观缺陷，所述外观缺陷包括以下：
a)电池外表任何位置凹陷变形；
b)电池极柱面泄压阀破损处漏电解液或电池其他部位破损漏电解液；
c)电池外壳或极柱受腐蚀；
d)泄压阀破裂泄压；
e)测电池的膨胀度超过电池规格书上所给值的15％的电池出厂厚度规格；
被筛选电池如果没有出现上述a)～e)的任一项外观缺陷，则进入第II步分选，电池如果出现上述a)～e)任一项外观缺陷则判定为不合格；
第II步：电压以及内阻测量
经过第I步所述方法分选后的合格电池，进行如下步骤的分选：
a)测量开路电压，电压测量表测量电压低于2.6V的电池剔除；
b)测量电池内阻，内阻测试仪测量内阻超过电池规格书电池规格书所给值+15％的电池剔除。
经过上述第I、II步，初步分选出第一批合格电池28只电池进入第III步筛选；
第III步：动态分选
(1)充放电循环测试后，导出充放电数据此时是excel文件，按照预设工步进行每分钟电压容量数据记录，通过电压曲线拟合，如图1所示。
(2)找到曲线游离度大的电池，如图2所示圆圈位置曲线。
(3)剔除电压偏离较多电池，得到曲线相对聚合电池充放电数据曲线。如图3所示。
(4)留下数据曲线重新平均拟合，找到平均值曲线。如图4所示。
(5)根据所需要的筛选电池的压差范围，给出曲线拟合上下限曲线，本例按照上下偏差100mv进行设定。如图5所示。
(6)把设定的范围曲线放到待筛选的电池曲线中进行选择，本实施例选择原有28只电池。如图6所示。
(7)筛选出在压差范围内的电池，电池5，电池9，电池13，电池14，电池15共5个电池。如图7所示。
第IV步：将5个电池静置7天后，再次测量开路电压，测得电池开路电压为3.204V、3.206V、3.207V、3.209V、3.206V，低于开路电压平均值20mV的电池剔除，再次测量内阻，测得内阻值为0.481mΩ、0.466mΩ、0.469mΩ、0.489mΩ、0.474mΩ，然后按照平均开路电压值偏差10mV，内阻平均值的偏差20％为一档配对使用。
Claims (6)
1.一种梯次电池的筛选方法，所述被筛选方壳电池的组成包括电池、泄压阀、正负极柱、壳体，其特征在于：包括以下步骤：
第I步：外观检查
用肉眼观察或光学检测设备检查分选电池是否存在外观缺陷，如果不存在外观缺陷则进入第II步分选，电池如果出现外观缺陷则判定为不合格；
第II步：电压以及内阻测量
经过第I步所述方法分选后的合格电池，进行如下步骤的分选：
a)测量开路电压，电压测量表测量电压低于电压限值的电池剔除；
b)测量电池内阻，内阻测试仪测量内阻超过电阻限值的电池剔除。
经过上述第I、II步静态筛选，初步分选出第一批合格电池进入第III步筛选；
第III步：动态筛选，将待筛选电池进行充放电测试，导出充放电数据，得到平均值电压曲线；
充放电循环按照电池规格书上所规定的标准充电电流、温度充电到电池充电截止电压，静置10-15分钟min，继续按照电池规格书上所规定的标准放电电流、温度放电到电池截止电压，静置10-15分钟min，继续充电至电池容量的20％-40％后，导出充放电数据，生成时间电压曲线；在充电电压设定范围之间以及放电电压设定范围之间的曲线段，剔除在同一时间的电压偏离20mV以上的曲线段，保留40-60％曲线，此时保留下来曲线电压取算数平均值，得到一条平均值电压曲线；根据电压偏差控制往上平移曲线+50mV～+400mV得到电压偏差的上控制线，往下平移曲线-50mV～-400mV得到电压偏差的下控制线，电压曲线位于上控制线和下控制线内的电池即为合格电池，进入下一步的分选；
第IV步：静置5-7天后，再次测量开路电压，低于开路电压平均值20mV的电池再剔除一次，按照新测量电压、内阻等静态分选数据进行分组，按照平均电压值的偏差10mv，内阻平均值的偏差20％为一档配对使用。
2.根据权利要求1所述的一种梯次电池的筛选方法，其特征在于，
所述第I步外观检查中的外观缺陷包括以下a)～e)的任一项外观缺陷：
a)电池外表任何位置凹陷变形；
b)电池极柱面泄压阀破损处漏电解液或电池其他部位破损漏电解液；
c)电池外壳或极柱受腐蚀；
d)泄压阀破裂泄压；
e)测电池的膨胀度超过电池规格书上所给值的15％的电池出厂厚度规格。
3.根据权利要求1所述的一种梯次电池的筛选方法，其特征在于，所述第II步电压以及内阻测量中，所述电压限值为2.6V。
4.根据权利要求1所述的一种梯次电池的筛选方法，其特征在于，所述第II步电压以及内阻测量测量电池内阻，所述内阻限值为电池规格书电池规格书所给内阻值的+10％。
5.根据权利要求1所述的一种梯次电池的筛选方法，其特征在于，所述第III步中，所述充电电压曲线段设定范围取3.4V-3.6V之间。
6.根据权利要求1所述的一种梯次电池的筛选方法，其特征在于，所述第III步中，所述放电电压的曲线段设定范围取3.0V-2.85V之间。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117517982A (zh) * | 2024-01-08 | 2024-02-06 | 上海聚信海聚新能源科技有限公司 | 一种梯次电池组筛选装置及筛选方法 |
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- 2023-07-03 CN CN202310801978.7A patent/CN117019670A/zh active Pending
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