鋰離子電池分選方法

鋰離子電池廠(chǎng)家在生產(chǎn)同一類(lèi)電池時(shí)，雖然生產(chǎn)工藝和材料相同，但是生產(chǎn)出來(lái)的單體電池在性能上或多或少都存在著(zhù)一定的差異。因此這就需要應用到鋰離子電池分選技術(shù)，將一致性好的電池分選出來(lái)。

目前，鋰離子電池配組基本沿用傳統電子產(chǎn)品的分選工藝，即在電池分容階段將電池單體恒流恒壓充電至截止電壓和截止電流，然后放電至截止電壓，測得電池單體的靜態(tài)容量，放電倍率一般為IC或0.5C。然后將靜態(tài)容量作為主要分選參數，交流內阻儀器測得的IKHz交流內阻作為參考參數，將容量和內阻相近的配成一組。

鋰離子電池分選主要有以下幾種方法：

1.按容量分類(lèi)對電池充電后，以恒定電流放電到終止電壓，計算小時(shí)率容量，把容量接近的電池分在一組中。

這種分類(lèi)的特點(diǎn)是實(shí)現過(guò)程簡(jiǎn)單直觀(guān)，適用于電池生產(chǎn)廠(chǎng)對大批量電池進(jìn)行質(zhì)量測試。缺點(diǎn)是容量一致的鋰電池

其他參數可能有很大差別。

2.按電壓變化曲線(xiàn)分類(lèi)電池電壓是最重要的電池參數之一，按充放電過(guò)程中的電壓變化曲線(xiàn)分類(lèi)是一種既直觀(guān)又可信的分類(lèi)方法具有較強的數據運算能力， 這種方法要求電壓測量準確，充放電電流一致。

3.按平臺效率分類(lèi)預定一個(gè)電壓值作為平臺電壓.放電過(guò)程中達到此電壓時(shí)，所釋放的電量與放電所釋放的總電量的比值稱(chēng)為平臺效率。按平臺效率分類(lèi)試圖把容量和內阻一致的電池分選為一組。

4.按充放電效率分類(lèi)電池所能釋放出電量與其所充入的電量的比值稱(chēng)為充放電效率。通常，放電電量總是小于充電電量，這個(gè)電量差間接體現電池內部的電阻和氣體產(chǎn)生情況。

這種分類(lèi)的難點(diǎn)在于決定何時(shí)充電結束，過(guò)充電和欠充電都直接影響效率的計算,效率數值與其他參數的對應關(guān)系比較復雜，但仍不失為一種較好的分類(lèi)方法。

5.按內阻分類(lèi)內阻(包括歐姆電阻和極化電阻)是電池的一個(gè)很重要的參數,直接影響充放電效率和工作壽命。歐姆電阻阻值一般比較穩定，而極化電阻與電池的狀態(tài)有關(guān)，批量測量有很大的難度，有時(shí)可通過(guò)近似測量的方法定性分類(lèi)。

傳統鋰離子電池分選工藝至少存在以下缺點(diǎn):

(1)靜態(tài)容量與電池組實(shí)際的靜態(tài)容量不符，因為電池組恒壓能力很弱，電池單體恒壓充電后的放電容量不能真正反映配組后的靜態(tài)容量；

(2)分容電流太小以至于容量沒(méi)有區分度；

(3)沒(méi)有考慮單體間儲存能力的差異；

(4)交流交流內阻很不穩定，很難反映電池的優(yōu)劣；

(5)將容量和內阻接近的依次配組會(huì )耗費大量的人力、設備和時(shí)間成本，而且會(huì )加劇電池組之間的不一致性。

為此，的目的在于提出一種分選結果一致性好的鋰離子電池分選方法。為了實(shí)現上述目的，根據的實(shí)施例的鋰離子電池分選方法，可以包括以下步驟:

A.對多個(gè)鋰離子電池分別進(jìn)行充電至充滿(mǎn)；

B.對多個(gè)所述鋰離子電池分別進(jìn)行荷電保持；

C.將各個(gè)所述鋰離子電池在第一放電電流倍率下恒流放電至放電截止電壓，記錄此時(shí)各個(gè)所述鋰離子電池的放電容量為第一放電容量Cl；

D.對各個(gè)所述鋰離子電池恒流充電至截止電壓然后恒壓充電至截止電流；

E.將各個(gè)所述鋰離子電池在第二放電電流倍率下恒流放電至中間電壓，記錄此時(shí)各個(gè)所述鋰離子電池的放電容量為第二放電容量C2；

F.對各個(gè)所述鋰離子電池在脈沖充電電流倍率下進(jìn)行脈沖充電和脈沖放電，所述脈沖充電和脈沖放電的時(shí)間相等；

G.將各個(gè)所述鋰離子電池在第二放電電流倍率下繼續恒流放電至截止電壓，記錄各個(gè)所述鋰離子電池的第三放電容量C3 ;

H.根據所述第一放電容量Cl、第二放電容量C2與第三放電容量C3對所述多個(gè)鋰離子電池進(jìn)行分選。

根據實(shí)施例的鋰離子電池分選方法，至少具有如下有益效果:

1.的方法建立了一套標準流程，技術(shù)方案完整性好，可操作性佳，能夠提高鋰離子電池分選與配組的效率，節約人力、設備和時(shí)間成本；

2.的方法包含各種電池特性配組參數檢測，同時(shí)考慮多個(gè)參數進(jìn)行分選，對多個(gè)電池進(jìn)行更為全面的比較，提高鋰離子電池配組的一致性，從而提高電池組的適用性能和壽命；

3.配組容量充分考慮了電池容量的日歷衰減現象，因此采用荷電保持之后的容量作為標準容量，有利于提高電池組使用的日歷衰減的一致性。

另外，根據實(shí)施例的鋰離子電池分選方法還可以具有如下附加技術(shù)特征:在的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟H具體包括:

H1.計算所述多個(gè)鋰離子電池的第一放電容量Cl的平均值Cla和均方差Cls,如果Cls/Cla小于第一預設閾值，則認為該批次的所述多個(gè)鋰離子電池合格，進(jìn)入步驟H2 ；

H2.如果所述鋰離子電池的滿(mǎn)足(Cla-Cl)/Cla大于第二預設閾值，則認為是配組不合格品，篩除所述鋰離子電池；

H3.計算各個(gè)所述鋰離子電池的第二放電容量與第三放電容量之和C=(C2+C3)，并且計算所述多個(gè)鋰離子電池的所述C的平均值Ca，如果所述鋰離子電池的滿(mǎn)足(Ca-C)/Ca大于第三預設閾值，則認為是配組不合格品，篩除所述鋰離子電池。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟A具體包括:對多個(gè)鋰離子電池分別進(jìn)行恒流充電至充電截止電壓。該實(shí)施例的方法中配組容量時(shí)考慮了電池組在應用過(guò)程時(shí)充電近似無(wú)恒壓的特點(diǎn)，利用無(wú)恒壓容量作為標準容量對多個(gè)電池進(jìn)行分選，能夠充分保證電池在電池組中的容量一致性。

一個(gè)實(shí)施例中，所述荷電保持的過(guò)程包括:在低溫和高溫之間選擇多個(gè)溫度點(diǎn)進(jìn)行循環(huán)，將所述多個(gè)鋰離子電池在每個(gè)溫度點(diǎn)靜置一段時(shí)間。將鋰離子電池的儲存環(huán)境溫度在低溫、常溫、高溫之間進(jìn)行溫度循環(huán)，目的是檢測各電池對溫度的耐受性。該實(shí)施例中，在荷電保持期間采用多個(gè)溫度點(diǎn)循環(huán)沖擊，有利于消除電池組使用時(shí)溫度沖擊造成的不一致性。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述脈沖充電和脈沖放電的時(shí)間長(cháng)度小于lmin。脈沖充電和脈沖放電的時(shí)間不宜太長(cháng)，太長(cháng)可能會(huì )對電池的充電容量造成影響。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟G之后還包括步驟:對各個(gè)所述鋰離子電池恒流充電至截止電壓然后恒壓充電至截止電流。此步驟為最后一次對電池進(jìn)行充電至充滿(mǎn)，充滿(mǎn)后的電池經(jīng)過(guò)分選后可以直接進(jìn)入下一裝配環(huán)節或者銷(xiāo)售出廠(chǎng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述進(jìn)行短時(shí)間脈沖充電時(shí)，還包括步驟:計算充電直流內阻Re ;并且所述步驟H之后，還包括步驟:計算所述多個(gè)鋰離子電池的所述直流充電內阻Re的平均值Rca，如果所述鋰離子電池的滿(mǎn)足I Rca-Rc I/Rca大于第四預設閾值，則認為是配組不合格品，篩除所述鋰離子電池。該實(shí)施例中，增設一個(gè)分選考慮因素，分選過(guò)程更為全面，電池分組的結果更為可靠、一致性好。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述進(jìn)行短時(shí)間脈沖放電時(shí)，還包括步驟:計算放電直流內阻Rd ;并且所述步驟H之后，還包括步驟:計算所述多個(gè)鋰離子電池的所述直流放電內阻Rd的平均值Rda，如果所述鋰離子電池的滿(mǎn)足I Rda-Rd I/Rda大于第五預設閾值，則認為是配組不合格品，篩除所述鋰離子電池。該實(shí)施例中，增設一個(gè)分選考慮因素，分選過(guò)程更為全面，電池分組的結果更為可靠、一致性好。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟A和B之間還包括步驟:對各個(gè)所述鋰離子電池進(jìn)行第一次測量，以獲得各個(gè)所述鋰離子電池的第一交流內阻rl，并且所述步驟H之后還包括步驟:

計算所述多個(gè)鋰離子電池的所述第一交流內阻rl的平均值rla，如果所述鋰離子電池的滿(mǎn)足|rla-rl|/rla大于第六預設閾值，則認為是配組不合格品，篩除所述鋰離子電池。該實(shí)施例中，增設一個(gè)分選考慮因素，分選過(guò)程更為全面，電池分組的結果更為可靠、一致性好。并且，該實(shí)施例中，為電池分析的配組參數引入了直流內阻。相關(guān)技術(shù)中僅考慮交流內阻，而交流內阻檢測的結果具有很大的不穩定性和隨機性。

相反地，直流內阻多次檢測的結果具有穩定性、一致性的特點(diǎn)，而且電池組使用時(shí)的倍率性能是由直流內阻決定的。因此在配組參數引入直流內阻有利于提高鋰離子電池配組的準確性。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟B和C之間還包括步驟:對各個(gè)所述鋰離子電池進(jìn)行第二次測量，以獲得各個(gè)所述鋰離子電池的第二交流內阻r2，并且所述步驟H之后還包括步驟:計算所述多個(gè)鋰離子電池的所述第二交流內阻r2的平均值r2a，如果所述鋰離子電池的滿(mǎn)足I r2a-r2 | /r2a大于第七預設閾值，則認為是配組不合格品，篩除所述鋰離子電池。該實(shí)施例中，增設一個(gè)分選考慮因素，分選過(guò)程更為全面，電池分組的結果更為可靠、一致性好。并且，該實(shí)施例中，為電池分析的配組參數引入了直流內阻。相關(guān)技術(shù)中僅考慮交流內阻，而交流內阻檢測的結果具有很大的不穩定性和隨機性。相反地，直流內阻多次檢測的結果具有穩定性、一致性的特點(diǎn)，而且電池組使用時(shí)的倍率性能是由直流內阻決定的。因此在配組參數引入直流內阻有利于提高鋰離子電池配組的準確性。

附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)的實(shí)踐了解到。

下面詳細描述的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標號表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋?zhuān)荒芾斫鉃閷Φ南拗啤?/span>

旨在提出一種鋰離子電池分選方法，該方法充分考慮了電池組近似無(wú)恒壓充電的容量特性、大倍率充放電適應性、儲存能力差異、溫度應力特性、直流內阻等參數，能對已分選電池無(wú)差異化配組，既能提高電池組的一致性，又能提高配組效率。

根據實(shí)施例的鋰離子電池分選方法，可以包括以下步驟:

A.對多個(gè)鋰離子電池分別進(jìn)行充電至充滿(mǎn)。

B.對多個(gè)鋰離子電池分別進(jìn)行荷電保持。

C.將各個(gè)鋰離子電池在第一放電電流倍率下恒流放電至放電截止電壓，記錄此時(shí)各個(gè)鋰離子電池的放電容量為第一放電容量Cl。

D.對各個(gè)鋰離子電池恒流充電至截止電壓然后恒壓充電至截止電流。

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