CN215219088U - 一种用化成数据预测锂电池容量的装置 - Google Patents

一种用化成数据预测锂电池容量的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN215219088U
CN215219088U CN202121615819.0U CN202121615819U CN215219088U CN 215219088 U CN215219088 U CN 215219088U CN 202121615819 U CN202121615819 U CN 202121615819U CN 215219088 U CN215219088 U CN 215219088U
Authority
CN
China
Prior art keywords
formation
lithium battery
battery
capacity
equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202121615819.0U
Other languages
English (en)
Inventor
许东伟
夏悦
董冰
张哲旭
杨洪青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Qingxin Power Supply Research Institute
Original Assignee
Shenzhen Qingxin Power Supply Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Qingxin Power Supply Research Institute filed Critical Shenzhen Qingxin Power Supply Research Institute
Priority to CN202121615819.0U priority Critical patent/CN215219088U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN215219088U publication Critical patent/CN215219088U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本实用新型提供了一种用化成数据预测锂电池容量的装置，包括锂电池，锂电池的正负极连接有化成设备，化成设备对锂电池进行充放电；化成设备上安装有压紧设备，压紧设备用于化成时对锂电池施加压力；锂电池的正负极还连接有交流阻抗仪，交流阻抗仪通过传感器与化成设备电性连接；锂电池的正负极还连接有动态电阻仪，动态电阻仪通过传感器与化成设备电性连接；通过化成电压、电流、动态电阻、交流阻抗等数据预测电池容量，并考虑化成过程电池极化、电解液浸润程度、电池微短路等因素对电池容量的影响，对电池预测容量，同时对容量规律进行实验验证，有效提高了预测精度。

Description

一种用化成数据预测锂电池容量的装置
技术领域
本实用新型涉及锂电池测试设备领域，特别是涉及一种用化成数据预测锂电池容量的装置。
背景技术
化成是锂电池生产过程中的重要工序，化成是一个电池初使化、使电芯的活性物质激活的能量转换的过程，锂电芯的化成是一个非常复杂的过程，同时也是影响电池性的重要工序，因为在Li+第一次充电时，Li+第一次插入到石墨中，会在电池内发生电化学反应，在电池首次充电过程中不可避免地要在碳负极与电解液的相界面上、形成覆盖在碳电极表面的钝化薄层，人们称之为固体电解质相界面或称SEI膜，SIE膜的质量直接影响电池的容量、循环寿命、电压平台、倍率等性能。
电池通过电脑管理得到每一个检测点的数据，从而分析出这些电池容量的大小和内阻等数据，确定电池的质量等级，这个过程就是分容。分容的另外一个目的是对电池进行分类组编，就是筛选出单体的内阻和容量相同的单体进行组合。组合时，只有性能很接近的才能组成电池组。比如，动力电池组为满足电动汽车的能量需求，往往需要数十支到数千支电池组成，受到系统复杂性的影响，电池组的行为有其独特性，并不是单体电池做一个简单的加减法就能够获得电池组的性能。以我们常见的串联、并联组成的电池组为例，理想情况下所有电池组中的单体电池应该是完全一致的，但是实际上即便是同一批次生产的单体电池仍然具有性能的差异(包括容量、内阻等因素)。
由于化成和分容基本原理相同，取消分容工序，以化成工序代替容量测试功能，这样可以节约成本以及提升生产效率。取消容量测试工序不仅可以有效降低设备投入的成本和资源的消耗，还可以降低容量测试工序伴随的火灾事故的风险，因此开发用化成工序数据预测容量的装置，应用在化成设备上，预测容量，具有重要的理论、经济和现实意义。
现有技术中都是通过化成电压、电量数据预测电池全容量，但由于化成过程是高温充放电，存在极化作用，因此化成电压相较于实际存在出入，同时电池电量受温度影响较大，化成过程一般是高温，这些都使得通过化成电量预测全容量数据存在偏差。
因此，亟需一种用化成数据预测锂电池容量的装置，能够解决现有通过化成电压、电量数据预测电池全容量的方法存在预测结果不准确的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用化成数据预测锂电池容量的装置，以解决上述现有通过化成电压、电量数据预测电池全容量的方法存在预测结果不准确的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
本实用新型提供一种用化成数据预测锂电池容量的装置，包括锂电池，所述锂电池的正负极连接有化成设备，所述化成设备对所述锂电池进行充放电；所述化成设备上安装有压紧设备，所述压紧设备用于化成时对所述锂电池施加压力；
所述锂电池的正负极还连接有交流阻抗仪，所述交流阻抗仪通过传感器与所述化成设备电性连接；
所述锂电池的正负极还连接有动态电阻仪，所述动态电阻仪通过传感器与所述化成设备电性连接。
优选地，所述化成设备安装有分析软件。
优选地，所述压紧设备采用压紧夹具。
本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本实用新型提供的一种用化成数据预测锂电池容量的装置，包括锂电池，锂电池的正负极连接有化成设备，化成设备对锂电池进行充放电；化成设备上安装有压紧设备，压紧设备用于化成时对锂电池施加压力；锂电池的正负极还连接有交流阻抗仪，交流阻抗仪通过传感器与化成设备电性连接；锂电池的正负极还连接有动态电阻仪，动态电阻仪通过传感器与化成设备电性连接；通过化成电压、电流、动态电阻、交流阻抗等数据预测电池容量，并考虑化成过程电池极化、电解液浸润程度、电池微短路等因素对电池容量的影响，对电池预测容量，同时对容量规律进行实验验证，有效提高了预测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的一种用化成数据预测锂电池容量的装置结构示意图；
图中：1：锂电池、2：化成设备、3：压紧设备、4：交流阻抗仪、5：动态电阻仪。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的目的是提供一种用化成数据预测锂电池容量的装置，以解决现有通过化成电压、电量数据预测电池全容量的方法存在预测结果不准确的问题。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例1：
本实施例提供一种用化成数据预测锂电池容量的装置，如图1所示，包括锂电池1，锂电池1的正负极连接有化成设备2，化成设备2对锂电池1进行充放电；化成设备2上安装有压紧设备3，压紧设备3用于化成时对锂电池1施加压力，以减少化成气体对电池界面的干扰，同时提高电池平整度，具体地，压紧设备3可以采用压紧夹具。
进一步地，锂电池1的正负极还连接有交流阻抗仪4，在特定测试点对锂电池1进行交流阻抗值测试，分析电池微短路、材料极化程度、电解液浸润程度等；交流阻抗仪4与化成设备2通过传感器连接，交流阻抗仪4可同步获取化成设备2的电流、电压值，交流阻抗仪4可在特定电压或时间进行测试。
进一步地，锂电池1的正负极还连接有动态电阻仪5，在特定测试点对锂电池1进行动态电阻测试，分析电池材料极化情况以及电池缺陷；动态电阻仪5与化成设备2通过传感器连接，动态电阻仪5可同步获取化成设备2的电流、电压值，动态电阻仪5可在特定电压或时间进行测试。
进一步地，化成设备2安装有分析软件，交流阻抗仪4和动态电阻仪5只需在特定测试点进行测试，减少测试资源和成本，同时将交流阻抗分析数据与动态电阻仪分析数据通过传感器回传给化成设备2，在化成设备2上进行软件分析；其中，特定测试点包括注射电解液后未化成静置若干时间、小电流化成到特定杂质敏感的电压平台(如1.5V有铁杂质平台等)、小电流化成到大量产气刚结束(2.8V电压左右)、大电流恒流充电到特定电压平台(如正极材料、负极材料膨胀相变的特征电压值)、变电流恒压充电到设定的高电压值、大电流放电到设定的低电压值或其中特定材料敏感电压值、变电流恒压放电到设定的低电压值等。
具体地，化成设备2的软件分析步骤如下：
1、软件结合动态电阻、交流阻抗、化成电压电流等数据，对数据进行拟合，总结出容量与电压、电流、交流阻抗、动态电阻之间的关系，预测电池容量；
2、选择部分电池进行真实容量和预测容量对比，计算二者关系，对容量规律公式校准；
3、对测试点电池样本进行细致材料研究测试验证化成工序预测容量与容量测试工序真实容量之间的关系，同时对测试电池解剖验证分析结论；
4、根据历史数据，建立数据库，建立不同材料体系电池SOC曲线模型，预测新产品容量。
需要说明的是，当化成工序的数据预测容量规律复现性好时，通过实验验证优化充电化成电压设定值，如充电到30％-50％SOC等，以节约充电放电电能。
相较于现有技术通过化成电压、电流数据得出容量数据，并通过多次、多段获得进行方差分析，对容量规律进行校准，本实用新型提供的用化成数据预测锂电池容量的装置不仅仅通过化成电压、电流数据预测容量，还通过动态电阻、交流阻抗等数据，考虑化成过程电池极化、电解液浸润程度、电池微短路等因素对电池容量的影响，对电池预测容量，同时对容量规律进行实验验证；此外不仅局限于一个电池材料体系，还可以收集历史数据，建立数据库，预测新产品容量规律，提高预测精度。
本实用新型应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (3)

1.一种用化成数据预测锂电池容量的装置，包括锂电池，其特征在于：所述锂电池的正负极连接有化成设备，所述化成设备对所述锂电池进行充放电；所述化成设备上安装有压紧设备，所述压紧设备用于化成时对所述锂电池施加压力；
所述锂电池的正负极还连接有交流阻抗仪，所述交流阻抗仪通过传感器与所述化成设备电性连接；
所述锂电池的正负极还连接有动态电阻仪，所述动态电阻仪通过传感器与所述化成设备电性连接。
2.根据权利要求1所述的用化成数据预测锂电池容量的装置，其特征在于：所述化成设备安装有分析软件。
3.根据权利要求1所述的用化成数据预测锂电池容量的装置，其特征在于：所述压紧设备采用压紧夹具。
CN202121615819.0U 2021-07-15 2021-07-15 一种用化成数据预测锂电池容量的装置 Active CN215219088U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202121615819.0U CN215219088U (zh) 2021-07-15 2021-07-15 一种用化成数据预测锂电池容量的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202121615819.0U CN215219088U (zh) 2021-07-15 2021-07-15 一种用化成数据预测锂电池容量的装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN215219088U true CN215219088U (zh) 2021-12-17

Family

ID=79427443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202121615819.0U Active CN215219088U (zh) 2021-07-15 2021-07-15 一种用化成数据预测锂电池容量的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN215219088U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114879042A (zh) * 2022-06-14 2022-08-09 湖北亿纬动力有限公司 电芯分容放电容量预测方法、装置及电子设备
CN115127928A (zh) * 2022-05-31 2022-09-30 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种载人潜器用锂离子蓄电池安全性能测试方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115127928A (zh) * 2022-05-31 2022-09-30 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种载人潜器用锂离子蓄电池安全性能测试方法
CN115127928B (zh) * 2022-05-31 2024-05-24 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种载人潜器用锂离子蓄电池安全性能测试方法
CN114879042A (zh) * 2022-06-14 2022-08-09 湖北亿纬动力有限公司 电芯分容放电容量预测方法、装置及电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109143106A (zh) 一种通过交流阻抗测试快速检测电池一致性的方法
CN112763545B (zh) 锂离子电池eis的交流阻抗数据处理与解读的方法及电池测试设备
CN215219088U (zh) 一种用化成数据预测锂电池容量的装置
EP2764378B1 (en) Apparatus and method for accurate energy device state-of-health (soh) monitoring
CN107516750A (zh) 一种确定锂离子电池安全充电条件的方法及装置
Lu et al. An indicator for the electrode aging of lithium-ion batteries using a fractional variable order model
CN111999666B (zh) 一种锂离子电芯扩散阻抗的定量测试方法
CN109078871B (zh) 一种面向梯次利用的退役电池并联模块的剔除方法
CN112858941B (zh) 一种磷酸铁锂动力电池加速试验与寿命评估方法
Huang et al. State of health estimation of lithium-ion batteries based on the regional frequency
CN104485474A (zh) 一种基于一致性指标的纯电动汽车电池组匹配方法
CN112083336B (zh) 一种锂离子电池组电化学模型参数获取方法
CN109991301A (zh) 一种基于电化学-力耦合模型的锂离子电池放电过程中电极颗粒间应力的确定方法
CN112098875A (zh) 锂离子电池析锂的检测方法
Brieske et al. Modeling the volumetric expansion of the lithium-sulfur battery considering charge and discharge profiles
CN115128467A (zh) 一种锂电池负极容量的估算方法和装置
CN114865117A (zh) 锂离子电池电极嵌锂量检测方法、装置及电池管理系统
CN113884913A (zh) 锂电池电化学特性阻抗的回归模型建立方法及装置
CN117930026A (zh) 一种基于机理的宽温域锂离子电池寿命预测方法
CN113238152A (zh) 锂电池自放电检测方法
Xie et al. Elucidating the rate limitation of lithium-ion batteries under different charging conditions through polarization analysis
You et al. Investigation of lithium-ion battery nonlinear degradation by experiments and model-based simulation
CN102814292A (zh) 锂离子电池一致性配组方法和系统
CN117074953A (zh) 一种电池循环寿命的预测方法及装置、计算机存储介质
CN116184241A (zh) 锂电池析锂检测方法、装置及系统

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant