CN118080395A - 一种钠离子电池分选配组方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钠离子电池分选配组方法，该方法包括以下步骤：S01：取一批钠离子电池，将电池一次恒流放电到2.0V截止后搁置处理5mi n，搁置后对电池先恒流再恒压进行一次充电，充到3.9V截止，记录恒流充电容量以及充电总容量，计算恒流充电容量占比，标记为H，继续对电池搁置处理10mi n；S02：对步骤S01中搁置10mi n的电池以0.5‑1C的放电倍率进行二次恒流放电，恒流放电到2.0V截止，记录放电容量，标记为C。本发明提供一种钠离子电池分选配组方法，引入充电过程中恒流充电容量占比作为表征充电曲线一致性的控制参数，联合多参数进行分选配组，提升模组充放电电压一致性。
Description
技术领域
本发明属于钠离子电池技术领域，尤其涉及一种钠离子电池分选配组方法。
背景技术
钠离子电池主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，与锂离子电池工作原理相似。钠离子电池具有高安全性、高稳定性、高性价比等优势，可以用于新能源汽车领域。钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，相较于锂盐而言储量更丰富，价格更低廉，成本优势明显。
近年来钠离子电池发展迅速，由于其成本低、资源丰富，可以和传统锂电形成有效互补，并不断取代铅酸市场，在电动自行车、电动三轮车以及部分A0级车应用广泛。但由于钠电能量密度低、容量低、电压低，为匹配负载电压，对比锂电就需要更多的单体电芯串联在一起，而串联对单体电芯一致性要求很高，现有的分选配组工艺的技术控制参数主要有内阻(R)、开路电压(OCV)、自放电(K值)、容量(C)等，但这些控制条件无法保证模组充放电时每个单体电芯的充放电曲线一致性。单体电芯充放电一致性主要体现在恒流恒压充电阶段，由于每只电芯极化程度不同，导致每只电芯恒流充电时间都有差异。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种钠离子电池分选配组方法，引入充电过程中恒流充电容量占比作为表征充电曲线一致性的控制参数，联合多参数进行分选配组，提升模组充放电电压一致性。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种钠离子电池分选配组方法，该方法包括以下步骤：
S01：取一批钠离子电池，将电池一次恒流放电到2.0V截止后搁置处理5min，搁置后对电池先恒流再恒压进行一次充电，充到3.9V截止，记录恒流充电容量以及充电总容量，计算恒流充电容量占比，标记为H，继续对电池搁置处理10min；
S02：对步骤S01中搁置10min的电池以0.5-1C的放电倍率进行二次恒流放电，恒流放电到2.0V截止，记录放电容量，标记为C；
S03：对步骤S02中二次恒流放电后的电池以0.1-1C的充电倍率进行二次恒流充电，恒流充电至3.6V截止；
S04：将步骤S04中二次恒流充电后的电池进行一次老化处理；
S05：将步骤S04中一次老化处理后的电池进行一次测试，测试开路电压OCV1，并获取电池内阻，标记为R；
S06：将步骤S05中测试后的电池进行二次老化处理；
S07：将步骤S06中二次老化处理后电池进行二次测试，测试开路电压OCV2；
S08：对步骤S07以及步骤S05中的测试结果进行处理，获取压降，标记为ΔV，ΔV的计算公式如下：
ΔV＝OCV1-OCV2；
S09：恒流比分档
按照步骤S01中的恒流充电容量占比由小至大的顺序，对这批电池排序，将H值小于85％的电池分为A组，将H值在85％-90％范围内的电池分为B组，将H值大于90％的电池分为C组；
S10：容量分档
分别基于步骤S02中放电容量由小至大的顺序，对步骤S09中的A组、B组以及C组电池进行排序，并计算所有电池的容量均值和容量平方差，分别标记为以及/>将C值大于设定容量上限值的电池或C值小于设定容量下限值的电池标记为异常容量电池，A组、B组以及C组电池中，去除异常容量电池后，其余电池按照设定的容量差值进行分档，同档位为一组，形成多个A组分组、多个B组分组以及多个C组分组；
S11：内阻分选
分别基于电池内阻由小至大的顺序，对步骤S10中的多个A组分组、多个B组分组以及多个C组分组中的电池进行排序，将电池内阻低于1mΩ且大于2.2mΩ的电池标记为异常内阻电池，多个A组分组、多个B组分组以及多个C组分组中去除异常内阻电池后，形成多个A组内阻分组、多个B组内阻分组以及多个C组内阻分组；
S12：压降分选
分别基于步骤S08中压降由小至大的顺序，对步骤S11中多个A组内阻分组、多个B组内阻分组以及多个C组内阻分组中的电池进行排序，计算所有电池的压降均值和压降平方差，分别标记为和/>将压降小于设定压降下限值或压降大于设定压降上限值的电池标记为异常压降电池，多个A组内阻分组、多个B组内阻分组以及多个C组内阻分组中去除异常压降电池后，形成多个A组压降分组、多个B组压降分组以及多个C组压降分组，完成对该批电池的分选配组。
进一步地，步骤S01中，一次恒流放电采用0.5-1C的放电倍率；
一次充电的具体流程为：将电池用充电倍率为0.1-1C的电流恒流恒压充电至3.9-4.25V截止，截止电流为0.02C；
搁置处理过程中，搁置温度为35-45℃。
进一步地，步骤S01中，恒流充电容量占比的计算公式如下：
进一步地，步骤S04中，一次老化处理的具体流程如下：
将步骤S04中二次恒流充电后的电池在35-45℃条件下搁置2天。
进一步地，步骤S05中，所述一次测试的具体流程如下：
对步骤S04中一次老化处理后的电池进行OCV1、OCR1测试，测试开路电压OCV1，并获取电池内阻，标记为R。
进一步地，步骤S06中，二次老化处理的具体流程如下：
将步骤S05中一次测试后的电池在35-45℃条件下搁置5-15天。
进一步地，步骤S07中，所述二次测试的具体流程如下：对步骤S06中二次老化处理后的电池进行OCV2、OCR2测试，测试开路电压OCV2。
进一步地，步骤S10中，所述设定容量上限值的计算如下：
所述设定容量下限值为50Ah。
进一步地，步骤S10中，所述分档分组的具体流程如下：
A组、B组以及C组电池中，去除异常容量电池后，其余电池按照设定的放电容量差值进行分档分组，即放电容量差值在1Ah内的为一组，形成多个A组分组、多个B组分组以及多个C组分组。
进一步地，步骤S12中，设定压降下限值的计算公式如下：
设定压降上限值的计算公式如下：
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供一种钠离子电池分选配组方法，引入充电过程中恒流充电容量占比作为表征充电曲线一致性的控制参数，联合多参数进行分选配组，提升模组充放电电压一致性。
2、本发明通过恒流比分档-容量分档-内阻分选-压降分选的方式对钠离子电池进行分选配组，使得每一组电池组中的每个电芯的充放电曲线趋于一致，进一步减少了各个电芯之间的电压差，提高了电池组的使用寿命。
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是本发明提供的钠离子电池分选配组方法的流程图；
图2是本发明提供的电池的恒流比的直方图；
图3是本发明提供的电池的容量的直方图；
图4是本发明提供的电池的内阻的直方图；
图5是本发明提供的电池的压降的直方图。
具体实施方式
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图5所示，一种钠离子电池分选配组方法，该方法包括以下步骤：
S01：取一批钠离子电池，将电池以0.5C的放电倍率一次恒流放电到2.0V截止后，在40℃条件下搁置处理5min；
搁置后对电池用充电倍率为1C的电流恒流恒压充电至3.9V截止，截止电流为0.02C，记录恒流充电容量以及充电总容量，根据记录数据，计算恒流充电容量占比，标记为H，继续对电池在40℃条件下搁置处理10min；
其中，恒流充电容量占比的计算公式如下：
S02：二次恒流放电
对步骤S01中搁置10min的电池以0.5C的放电倍率进行二次恒流放电，恒流放电到2.0V截止，记录放电容量，标记为C；
S03：二次恒流充电
对步骤S02中二次恒流放电后的电池以0.1C的充电倍率进行进行二次恒流充电，恒流充电至3.6V截止；
S04：一次老化处理
将步骤S04中二次恒流充电后的电池在40℃条件下搁置2天，进行一次老化处理；
S05：一次测试
将步骤S04中一次老化处理后的电池进行OCV1、OCR1测试，获取开路电压OCV1，并获取电池内阻，标记为R；
S06：二次老化处理
将步骤S05中测试后的电池在40℃条件下搁置10天，进行二次老化处理；
S07：二次测试
对步骤S06中二次老化处理后电池进行OCV2、OCR2测试，获取开路电压OCV2；
S08：计算压降
对步骤S07以及步骤S05中的测试结果进行处理，获取压降，标记为ΔV；
ΔV的计算公式如下：
ΔV＝OCV1-OCV2；
该压降ΔV用来衡量电池自放电的指标，是判断电池好坏的指标之一；
S09：恒流比分档
按照步骤S01中的恒流充电容量占比(即图2中的恒流比)由小至大的顺序，对这批电池排序，将H值小于85％的电池分为A组，将H值在85％-90％范围内的电池分为B组，将H值大于90％的电池分为C组；
S10：容量分档
分别基于步骤S02中放电容量由小至大的顺序，对步骤S09中的A组、B组以及C组电池进行排序，并计算所有电池的容量均值和容量平方差，分别标记为以及/>
将C值大于设定容量上限值的电池或C值小于设定容量下限值的电池标记为异常容量电池，A组、B组以及C组电池中，去除异常容量电池后，其余电池按照设定的放电容量差值进行分档，将放电容量差值在1Ah范围内的作为一组，分成多个A组分组、多个B组分组以及多个C组分组；
其中，步骤S10中，所述设定容量上限值的计算如下：
设定容量下限值为50Ah；
S11：内阻分选
分别基于电池内阻R值由小至大的顺序，对步骤S10中的多个A组分组、多个B组分组以及多个C组分组中的电池进行排序，将R值低于1mΩ且大于2.2mΩ的电池标记为异常内阻电池，多个A组分组、多个B组分组以及多个C组分组中去除异常内阻电池后，分成多个A组内阻分组、多个B组内阻分组以及多个C组内阻分组；
S12：压降分选
分别基于步骤S08中压降由小至大的顺序，对步骤S11中多个A组内阻分组、多个B组内阻分组以及多个C组内阻分组中的电池进行排序，计算所有电池的压降均值和压降平方差，分别标记为和/>将压降小于设定压降下限值或压降大于设定压降上限值的电池标记为异常压降电池，多个A组内阻分组、多个B组内阻分组以及多个C组内阻分组中去除异常压降电池后，分成多个A组压降分组、多个B组压降分组以及多个C组压降分组，完成对该批电池的分选配组；
其中，设定压降下限值的计算公式如下：
设定压降上限值的计算公式如下：
该钠离子电池分选配组方法，首先基于电池的恒流比进行分组，提高了分选后同一组内的电池的恒流比的一致性，在此基础上，再进行更为细致的容量分档，进而进行了更为细致的分组，再依次经过内阻分选以及压降分选，完成对电池的分选配组，分选出一致性较好的电池组。
本发明提供一种钠离子电池分选配组方法，引入充电过程中恒流充电容量占比作为表征充电曲线一致性的控制参数，提升模组充放电电压一致性；通过恒流比分档-容量分档-内阻分选-压降分选的方式对钠离子电池进行分选配组，采用多参数进行分选配组，且引入了恒流充电容量占比参数，从而可对电池进行综合评定，使得每一组电池组中的每个电芯的充放电曲线趋于一致，分选出一致性较好的电池组，进一步减少了各个电芯之间的电压差，提高了电池组的使用寿命。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种钠离子电池分选配组方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S01：取一批钠离子电池，将电池一次恒流放电到2.0V截止后搁置处理5min，搁置后对电池先恒流再恒压进行一次充电，充到3.9V截止，记录恒流充电容量以及充电总容量，计算恒流充电容量占比，标记为H，继续对电池搁置处理10min；
S02：对步骤S01中搁置10min的电池以0.5-1C的放电倍率进行二次恒流放电，恒流放电到2.0V截止，记录放电容量，标记为C；
S03：对步骤S02中二次恒流放电后的电池以0.1-1C的充电倍率进行二次恒流充电，恒流充电至3.6V截止；
S04：将步骤S04中二次恒流充电后的电池进行一次老化处理；
S05：将步骤S04中一次老化处理后的电池进行一次测试，测试开路电压OCV1，并获取电池内阻，标记为R；
S06：将步骤S05中测试后的电池进行二次老化处理；
S07：将步骤S06中二次老化处理后电池进行二次测试，测试开路电压OCV2；
S08：对步骤S07以及步骤S05中的测试结果进行处理，获取压降，标记为ΔV，ΔV的计算公式如下：
ΔV＝OCV1-OCV2；
S09：恒流比分档
按照步骤S01中的恒流充电容量占比由小至大的顺序，对这批电池排序，将H值小于85％的电池分为A组，将H值在85％-90％范围内的电池分为B组，将H值大于90％的电池分为C组；
S10：容量分档
分别基于步骤S02中放电容量由小至大的顺序，对步骤S09中的A组、B组以及C组电池进行排序，并计算所有电池的容量均值和容量平方差，分别标记为以及/>将C值大于设定容量上限值的电池或C值小于设定容量下限值的电池标记为异常容量电池，A组、B组以及C组电池中，去除异常容量电池后，其余电池按照设定的放电容量差值进行分档分组，形成多个A组分组、多个B组分组以及多个C组分组；
S11：内阻分选
分别基于电池内阻由小至大的顺序，对步骤S10中的多个A组分组、多个B组分组以及多个C组分组中的电池进行排序，将电池内阻低于1mΩ且大于2.2mΩ的电池标记为异常内阻电池，多个A组分组、多个B组分组以及多个C组分组中去除异常内阻电池后，形成多个A组内阻分组、多个B组内阻分组以及多个C组内阻分组；
S12：压降分选
分别基于步骤S08中压降由小至大的顺序，对步骤S11中多个A组内阻分组、多个B组内阻分组以及多个C组内阻分组中的电池进行排序，计算所有电池的压降均值和压降平方差，分别标记为和/>将压降小于设定压降下限值或压降大于设定压降上限值的电池标记为异常压降电池，多个A组内阻分组、多个B组内阻分组以及多个C组内阻分组中去除异常压降电池后，形成多个A组压降分组、多个B组压降分组以及多个C组压降分组，完成对该批电池的分选配组。
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池分选配组方法，其特征在于，步骤S01中，一次恒流放电采用0.5-1C的放电倍率；
一次充电的具体流程为：将电池用充电倍率为0.1-1C的电流恒流恒压充电至3.9-4.25V截止，截止电流为0.02C；
搁置处理过程中，搁置温度为35-45℃。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池分选配组方法，其特征在于，步骤S01中，恒流充电容量占比的计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池分选配组方法，其特征在于，步骤S04中，一次老化处理的具体流程如下：
将步骤S04中二次恒流充电后的电池在35-45℃条件下搁置2天。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池分选配组方法，其特征在于，步骤S05中，所述一次测试的具体流程如下：
对步骤S04中一次老化处理后的电池进行OCV1、OCR1测试，测试开路电压OCV1，并获取电池内阻，标记为R。
6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池分选配组方法，其特征在于，步骤S06中，二次老化处理的具体流程如下：
将步骤S05中一次测试后的电池在35-45℃条件下搁置5-15天。
7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池分选配组方法，其特征在于，步骤S07中，所述二次测试的具体流程如下：对步骤S06中二次老化处理后的电池进行OCV2、OCR2测试，测试开路电压OCV2。
8.根据权利要求1所述的一种钠离子电池分选配组方法，其特征在于，步骤S10中，所述设定容量上限值的计算如下：
所述设定容量下限值为50Ah。
9.根据权利要求1所述的一种钠离子电池分选配组方法，其特征在于，步骤S10中，所述分档分组的具体流程如下：
A组、B组以及C组电池中，去除异常容量电池后，其余电池按照设定的放电容量差值进行分档分组，即放电容量差值在1Ah内的为一组，形成多个A组分组、多个B组分组以及多个C组分组。
10.根据权利要求1所述的一种钠离子电池分选配组方法，其特征在于，步骤S12中，设定压降下限值的计算公式如下：
设定压降上限值的计算公式如下：
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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