CN117244822A - 一种锂离子电池长时间存储后筛选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂离子电池长时间存储后筛选方法，包括获取电芯筛选基准：获取动力电池存储SOC上下限及许用压差；抽样m枚电芯，计算均值和标准差；判断6σ与压差大小；获取自放电率，每日修正判定基准；批量筛选执行：电芯经由机器手抓取上线置于托盘中，托盘携电芯流入至测试位置测试；托盘移动至筛选位置，抓取满托盘合格电芯放置于替换台，当出现异常电芯/待补电电芯时，机器人将其放置于异常电芯台/待补电台，并从合格电芯替换台进行抓取补料作业，合格电芯正常下料；按照每日递减基准值。本发明筛选方法，可以适用于不同材料、不同尺寸的各种电芯的维护和再生产，最大限度地在保证质量的前提下降低人工成本，避免安全风险。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池长时间存储后重新装配之前的电芯SOC维护、一致性筛查方法。
背景技术
目前，企业及技术人员很少关注工厂大批量生产过程中遇到的需求量大、专有工具少、成本要求高、生产计划急以及质量管理严格等问题。当今市场情况瞬息万变，生产计划波动，新能源电池生产可能会遇到较长时间的电芯存储问题。实际生产过程中，电芯存储的数量少则几千几万，多则数十万。现有技术往往涉及的只是少部分验证性质的补电、筛选和存储存储。另外，新能源电池厂同时量产的产品使用电芯类型不同、大小各异、规格指标也不尽相同。现有技术往往仅固定于某一款电芯的尺寸。与此同时，人工测量筛选电芯效率低、耗时长且成本高。同时，电芯存在持续掉电的问题，需要进行高精度可靠的测量结果，人工测量误差大的同时还存在着搬运过程的安全风险。
基于此，急需研发一种锂离子电池长时间存储后重新装配之前的电芯SOC维护、一致性筛查方法，以有效解决动力电池生产工厂应对电芯到货与整车需求不一致导致的电芯存储、检测、维护带来的一系列问题。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种锂离子电池长时间存储后重新装配之前的电芯SOC维护、一致性筛查方法，以解决动力电池生产工厂应对电芯到货与整车需求不一致导致的电芯存储、检测及维护的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种锂离子电池长时间存储后筛选方法，包括以下步骤：
A、获取电芯筛选基准
A1、获取动力电池存储SOC上下限以及动力电池许用压差；
A2、抽样m枚电芯，用高精度电压表测量电芯电压，计算均值和标准差；
A3、判断6σ与压差大小；如果6σ小于许用压差，采用6σ或修正许用压差作为标准，在此之间的作为合格电芯；如果如果6σ大于许用压差，以许用压差作为第一、第二基准，第一基准小于第二基准，在此之间的作为合格电芯，小于均值-3σ即第三基准或大于均值+3σ即第四基准的电芯作为自放电率异常的不合格电芯，介于第一基准与第三基准的电芯作为待补电电芯基准；
A4、另取一定样本的电芯，同样环境下存储，获取自放电率，每日修正判定基准；
B、批量筛选执行
B1、将基准一、基准二、基准三、基准四输入到判断器中；
B2、将多枚电芯经由机器手抓取上线置于托盘中，托盘携电芯扫码位置，扫码完成后流入至测试位置，顶升定位，测试探针压紧测试电芯OCV，测试完成后，两侧测试机构撤开，顶升下降，流出；
B3、托盘移动至筛选位置，抓取满托盘合格电芯放置于替换台，当出现异常电芯/待补电电芯时，机器人将其放置于异常电芯台/待补电台，并从合格电芯替换台进行抓取补料作业，合格电芯正常下料；
B4、按照每日递减基准值。
进一步地，步骤A1，SOC为40％-70％，电池许用压差为0.025V。
进一步地，步骤A2，具体为：抽样获取100枚电芯电压、经正态性检验合格后计算均值a1与标准差σ1，a1＝3.782σ1＝0.005。
进一步地，步骤A3，第一基准值＝a1-c*B1/2，第二基准值＝a1+c*B1/2，第三基准值＝a1-dσ，第四基准值＝a1+dσ其中c、d是一个常数，c为0.8，d为3。
更进一步地，第一基准值＝3.772，第二基准值＝3.792,第三基准值＝3.767，第四基准＝3.797。
进一步地，步骤A4，另取一组电芯样本，同等环境下获取间隔测试电芯电压，获取该环境下电芯自放电率k值，k值选取为0.0005。
进一步地，步骤B1，具体为：输入在NG替换判断器中，小于第三基准值电芯作为自放电率异常电芯，介于第三基准值与第一基准值电芯和大于第二基准值的电芯作为待补电电芯，介于第一基准值与第二基准值电芯作为合格电芯。
进一步地，步骤B2，具体为：AGV输送多层电芯至上料口，上料机器人从料框中抓取电芯放置托盘中，一抓两放；空料框由龙门抓取，在另一侧工位进行堆叠，托盘携电芯流入，整板下压，扫码枪配备单轴进行移动扫码，扫码完成后继续向前流动；顶升定位，探针压紧，继电器切换，OCV测试，并将数据上传至信息系统与电芯追溯码绑定；测试完成后，两侧测试机构撤开，顶升下降，流出。
进一步地，步骤B4，第一基准值＝a1-c*B1/2-nk，第二基准值＝a1+c*B1/2-nk，第三基准值＝a1-dσ-nk，第四基准值＝a1+dσ-nk其中c、d是一个常数，c为0.8，d为3。
更进一步地，第10日，第一基准值＝3.767，第二基准值＝3.782，第三基准值＝3.762，第四基准＝3.792。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种锂离子电池长时间存储后重新装配之前的电芯SOC维护、一致性筛查方法，提出了长时间存储电芯的筛选流程及自动化筛选执行的方式，是针对工厂特点而提出的一项解决措施，可以适用于不同材料、不同尺寸的各种电芯的维护和再生产，最大限度地在保证质量的前提下降低人工成本，避免安全风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1锂离子电池长时间存储后筛选方法步骤流程图；
图2执行流程图；
图3锂离子电池长时间存储后筛选方法装置结构图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1-图2所示，本发明锂离子电池长时间存储后筛选方法，包括获取电芯筛选基准和批量筛选执行两个部分。
1、获取电芯筛选基准
11、首先，获取动力电池存储SOC、温湿度等要求，以及动力电池许用压差。其中，许用压差可参考现有技术中(CN115480165A)动力电池许用压差的计算方法中的相关记载。
12、抽样一部分电芯，用高精度电压表测量电芯电压，计算均值和标准差。抽样时生产日期需要一致。
13、判断6σ与压差大小，6σ可以根据不同电芯一致性能力调整。如果6σ小于许用压差，说明电芯的一致性仍然好。为了确保组模组或组包后压差合格，避免因为测试仪器偏差带来的影响可以做适当缩小。此时，可以采用6σ或修正许用压差作为标准，在此之间的作为合格电芯。如果如果6σ大于许用压差，以许用压差作为第一、二基准(第一基准小于第二基准)，在此之间的作为合格电芯，小于均值-3σ(第三基准)或大于均值+3σ(第四基准)的电芯作为自放电率异常的不合格电芯，介于第一基准与第三基准的电芯作为待补电电芯基准
14、考虑到电芯持续自放电，需要取一定样本的电芯，同样环境下存储，获取自放电率，每日修正判定基准。
2、批量筛选执行
如图3所示，筛选执行机构包括上料口、上料机器人、托盘、辊道、内阻测试仪、扫码器、替换台、异常电芯台、待补电台、下料机器人及下料口。
开始前将基准一、二、三、四输入到判断器中。
AGV输送多层电芯至此上料口，上料机器人从料框中抓取电芯放置托盘中，一抓两放。空料框由龙门抓取，在另一侧工位进行堆叠；共有两套堆垛系统，保证不间断供料。托盘携电芯流入，整板下压，扫码枪配备单轴进行移动扫码，扫码完成后继续向前流动。顶升定位，探针压紧，继电器切换，OCV测试，并将数据上传至信息系统与电芯追溯码绑定。测试完成后，两侧测试机构撤开，顶升下降，流出。先抓取满托盘合格电芯放置于替换台，当出现异常电芯/待补电电芯时，机器人将其放置于异常电芯台/待补电台，并从合格电芯替换台进行抓取补料作业。合格电芯正常下料。
实施例1
步骤一、获取电芯存储SOC上、下限K1、K2(其中，K1小于K2)、电芯压差许用范围B1。本实施例中SOC上下限为40％-70％。获取电芯压差许用范围B1取0.025V。
步骤二、抽样获取100枚电芯电压、经正态性检验合格后计算均值a1与标准差σ1，本实施例中为a1＝3.782σ1＝0.005。
步骤三、第一基准值＝a1-c*B1/2，第二基准值＝a1+c*B1/2，第三基准值＝a1-dσ，第四基准值＝a1+dσ其中c、d是一个常数，c优选为0.8，d优选为3。本实施例中第一基准值＝3.772，第二基准值＝3.792,第三基准值＝3.767，第四基准＝3.797。
步骤四、另取一组电芯样本，同等环境下获取间隔测试电芯电压，获取该环境下电芯自放电率k值，本实施例中k值选取为0.0005。
步骤五、输入在NG替换判断器中，小于第三基准值电芯作为自放电率异常电芯，介于第三基准值与第一基准值电芯和大于第二基准值的电芯作为待补电电芯，介于第一基准值与第二基准值电芯作为合格电芯。
步骤六、将8枚电芯经由机器手抓取上线置于托盘中，托盘携电芯扫码位置，扫码完成后流入至测试位置，顶升定位，测试探针压紧测试电芯OCV，测试完成后，两侧测试机构撤开，顶升下降，流出。
步骤七、托盘移动至筛选位置，自放电异常电芯由机器人放置于异常电芯台，待补电电芯由机器人放置于待补电台，并从合格电芯位抓取进行补料作业，合格电芯由电芯分选上线检测合格后置入补料托盘；当前批次合格电芯消耗完之后自动抓取上道序分选电芯置入。
步骤八、按照每日递减基准值，第一基准值＝a1-c*B1/2-nk，第二基准值＝a1+c*B1/2-nk，第三基准值＝a1-dσ-nk，第四基准值＝a1+dσ-nk其中c、d是一个常数，c优选为0.8，d优选为3。本实施例中，第10日，第一基准值＝3.767，第二基准值＝3.782，第三基准值＝3.762，第四基准＝3.792。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种锂离子电池长时间存储后筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、获取电芯筛选基准
A1、获取动力电池存储SOC上下限以及动力电池许用压差；
A2、抽样m枚电芯，用高精度电压表测量电芯电压，计算均值和标准差；
A3、判断6σ与压差大小；如果6σ小于许用压差，采用6σ或修正许用压差作为标准，在此之间的作为合格电芯；如果如果6σ大于许用压差，以许用压差作为第一、第二基准，第一基准小于第二基准，在此之间的作为合格电芯，小于均值-3σ即第三基准或大于均值+3σ即第四基准的电芯作为自放电率异常的不合格电芯，介于第一基准与第三基准的电芯作为待补电电芯基准；
A4、另取一定样本的电芯，同样环境下存储，获取自放电率，每日修正判定基准；
B、批量筛选执行
B1、将基准一、基准二、基准三、基准四输入到判断器中；
B2、将多枚电芯经由机器手抓取上线置于托盘中，托盘携电芯扫码位置，扫码完成后流入至测试位置，顶升定位，测试探针压紧测试电芯OCV，测试完成后，两侧测试机构撤开，顶升下降，流出；
B3、托盘移动至筛选位置，抓取满托盘合格电芯放置于替换台，当出现异常电芯/待补电电芯时，机器人将其放置于异常电芯台/待补电台，并从合格电芯替换台进行抓取补料作业，合格电芯正常下料；
B4、按照每日递减基准值。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池长时间存储后筛选方法，其特征在于：步骤A1，SOC为40％-70％，电池许用压差为0.025V。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池长时间存储后筛选方法，其特征在于，步骤A2，具体为：抽样获取100枚电芯电压、经正态性检验合格后计算均值a1与标准差σ1，a1＝3.782σ1＝0.005。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池长时间存储后筛选方法，其特征在于：步骤A3，第一基准值＝a1-c*B1/2，第二基准值＝a1+c*B1/2，第三基准值＝a1-dσ，第四基准值＝a1+dσ其中c、d是一个常数，c为0.8，d为3。
5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池长时间存储后筛选方法，其特征在于：第一基准值＝3.772，第二基准值＝3.792,第三基准值＝3.767，第四基准＝3.797。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池长时间存储后筛选方法，其特征在于：步骤A4，另取一组电芯样本，同等环境下获取间隔测试电芯电压，获取该环境下电芯自放电率k值，k值选取为0.0005。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池长时间存储后筛选方法，其特征在于，步骤B1，具体为：输入在NG替换判断器中，小于第三基准值电芯作为自放电率异常电芯，介于第三基准值与第一基准值电芯和大于第二基准值的电芯作为待补电电芯，介于第一基准值与第二基准值电芯作为合格电芯。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池长时间存储后筛选方法，其特征在于，步骤B2，具体为：AGV输送多层电芯至上料口，上料机器人从料框中抓取电芯放置托盘中，一抓两放；空料框由龙门抓取，在另一侧工位进行堆叠，托盘携电芯流入，整板下压，扫码枪配备单轴进行移动扫码，扫码完成后继续向前流动；顶升定位，探针压紧，继电器切换，OCV测试，并将数据上传至信息系统与电芯追溯码绑定；测试完成后，两侧测试机构撤开，顶升下降，流出。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池长时间存储后筛选方法，其特征在于：步骤B4，第一基准值＝a1-c*B1/2-nk，第二基准值＝a1+c*B1/2-nk，第三基准值＝a1-dσ-nk，第四基准值＝a1+dσ-nk其中c、d是一个常数，c为0.8，d为3。
10.根据权利要求9所述的一种锂离子电池长时间存储后筛选方法，其特征在于：第10日，第一基准值＝3.767，第二基准值＝3.782，第三基准值＝3.762，第四基准＝3.792。
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| CN117878377A (zh) * | 2024-03-07 | 2024-04-12 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电芯替换设备、电芯翻包生产线及电芯替换方法 |
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2023
- 2023-10-25 CN CN202311392974.4A patent/CN117244822A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117878377A (zh) * | 2024-03-07 | 2024-04-12 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电芯替换设备、电芯翻包生产线及电芯替换方法 |
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