一种电池自放电性能的分选方法与流程

本发明涉及充电电池技术领域，尤其涉及一种电池自放电性能的分选方法。

背景技术：

电池自放电指的是电池闲置不使用时，也会损耗电量的现象。自放电的主要原因是电池内部发生了不可逆的反应，从而造成了电池容量的损失。主要包括：正负极与电解液发生不可逆反应、电解液自身所带杂质引起的不可逆反应和制造过程中引入的杂质造成的微短路而引起的不可逆反应等。当这些异常电池和正常电池一起串并联用于电路供电时，往往会造成整组供电电路的性能下降和不安定。因此有必要将那些自放电偏高的电池筛选出来，作为等外品处理。自放电异常电池筛选的难度在于在短时间的电池搁置中，这种现象往往不明显。

以磷酸铁锂电池为例，其正常自放电率为1％/月，异常电池即使自放电率达到2％/月。也往往由于测试设备精度有限，这种1％和2％的差异往往被忽略掉。而且正常生产电池的工艺过程，往往在时间上也不能保证电池搁置1个月以上。从图1中可以看出，磷酸铁锂的充放电平台曲率很小，即使电池放出大量容量，电池的电压变化远小于同比的其他材料。因此寻找在短时间内，能够放大电池自放电率的检测方法，是磷酸铁锂电池自放电属性筛选的一个难题。

技术实现要素：

本发明提供了一种电池自放电性能的分选方法，解决了现有技术中磷酸铁锂电池的自放电属性筛选不够精确的问题。

为实现上述设计，本发明采用以下技术方案：

一种电池自放电性能的分选方法，包括：

将分容后的电池放电至截止电压后开始静置，测量静置第一时长后的稳定电压V0；

将所述电池充电至设定状态后开始静置，测量静置第二时长后的中间电压V1；

将所述电池在设定温度环境下继续静置，测量静置第三时长后的最终电压V2；

计算所述电池的自放电率△＝(V1-V2)/(V1-V0)，根据自放电率△和标准值判断所述电池的等级。

其中，所述将所述电池充电至设定状态后开始静置，具体为：

使用0.02C-0.1C将电池充电至5％以下剩余电量SOC(State of Charge)后开始静置。

其中，所述根据自放电率△和标准值判断所述电池的等级，具体为：

根据第一时长、设定状态、第二时长、设定温度环境、第三时长确认标准值；

将所述自放电率△对应所述标准值确认所述电池的等级。

其中，所述第一时长为4-16小时。

其中，所述第二时长为1-5小时。

其中，所述第三时长为5-15天。

其中，所述截止电压为2.0-3.0V。

其中，所述设定温度为15-60℃。

其中，所述设定温度为25℃。

其中，所述电池为磷酸铁锂电池。

本发明的有益效果为：将分容后的电池放电至截止电压后开始静置，测量静置第一时长后的稳定电压V0；将所述电池充电至设定状态后开始静置，测量静置第二时长后的中间电压V1；将所述电池在设定温度环境下继续静置，测量静置第三时长后的最终电压V2；计算所述电池的自放电率△＝(V1-V2)/(V1-V0)，根据自放电率△和标准值判断所述电池的等级，通过给电池充入很小的容量，使得在一定的容量阈值内，电池的电压和容量呈一定比例关系，从而通过简单的物流线变化就可以实现高效的自放电测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是磷酸铁锂电池的充放电速度曲率示意图；

图2是本发明具体实施方式中提供的一种电池自放电性能的分选方法的方法流程图；

图3是容量与电压关系图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电池自放电性能的分选方法的具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

请参考图2和图3，图2是本发明具体实施方式中提供的一种电池自放电性能的分选方法的方法流程图；图3是容量与电压关系图。如图2所示，该电池自放电性能的分选方法，包括：

步骤S101：将分容后的电池放电至截止电压后开始静置，测量静置第一时长后的稳定电压V0。

步骤S102：将电池充电至设定状态后开始静置，测量静置第二时长后的中间电压V1。

在实际的操作过程中，通过微充对电池的自放电过程施加一个变化，例如使用0.02C-0.1C将电池充电至5％以下剩余电量SOC，在这一充电状态的基础上进行后续检测。

步骤S103：将电池在设定温度环境下继续静置，测量静置第三时长后的最终电压V2。

步骤S104：计算电池的自放电率△＝(V1-V2)/(V1-V0)，根据自放电率△和标准值判断电池的等级。

分选时的测试参数不同，进行判断的标准值不同，具体而言，需要根据第一时长、设定状态、第二时长、设定温度环境、第三时长确认标准值；然后将自放电率△对应标准值确认电池的等级。

在大于5％SOC的区间，由于曲线斜率太小，自放电引起的容量变化不能通过电压变有效的表示出来。所有只有在小于5％的区间时，容量和电压呈现出较为规律的变化，才能够有效的通过压降来评估自放电大小。但是对于磷酸铁锂电池而言，由于<0.5％SOC区间内容量较少，电压随着电池自放电的进行衰减速度较快，可能造成自放电率△值远大于100％的情况。如果常规电池和自放电大的电池测试的自放电率△大于100％，可能会由于电压的快速下降拉平自放电大的电池的和常规电池的压降区别，需要相对的减少存放的时间。

批量生产的电池存在个体差异，不同SOC下的电压/容量的斜率均不相同。当一个电池电压/容量比值在<5％SOC区间，另一个在＞5％SOC的区间。相同自放电的情况下，如果以自放电前后的压差△V作为自放电指标，则会因<5％SOC区间△V偏大而导致误判。从图3中可以看出在0.5％、2.5％和5％的SOC下，衰减0.5％的容量分别对应了10mV、20mV和100mV的压降。说明即使在<5％SOC区间内的同SOC条件下，如果以△V作为自放电指标，也会由于电池的不一致而导致一定的偏差。本发明通过自放电率△＝(V1-V2)/(V1-V0)的方式，通过对比自放电衰减比例能够更加精准的判断自放电大小，尤其对于磷酸铁锂电池电池的分选有良好效果。相对于高温存放5-15天加速自放电的方法，本发明不需要增加高温存放工序，仅通过常温充电存放的方式极大的降低了测试的难度。相对于常规的常温存放30天，通过k值判断电池自放电的方式，极大的缩短了检验的时间和测试效率。本方法适用于电池批量生产的测试环节，通过简单的物流线变化就可以实现高效的自放电测试。

在实际的测试过程中，各种测试参数，例如第一时长为4-16小时，第二时长为1-5小时，第三时长为5-15天，截止电压为2.0-3.0V，设定温度为15-60℃，设定温度优选为25±2℃，常用是25℃。

以下描述集中具体的分选方案和分选标准。

1、将100只磷酸铁锂电池分容完稳定4小时后测试V0。使用0.02C将电池充电至0.5％SOC静置1h后测试V1。25℃老化5d后测得电压V2。计算出△值后，与标准值40％对比，筛选出自放电偏高电池。

2、将100只磷酸铁锂电池分容完稳定10小时后测试V0。使用0.06C将电池充电至2.5％SOC静置3h后测试V1。25℃老化10d后测得电压V2。计算出△值后，与标准值25％对比，筛选出自放电偏高电池。

3、将100只磷酸铁锂电池分容完稳定16小时后测试V0。使用0.1C将电池充电至5％SOC静置5h后测试V1。25℃老化15d后测得电压V2。计算出△值后，与标准值20％对比，筛选出自放电偏高电池。

在本方案中，为进一步验证分选后的电池的自放电性能的准确性，从每个分选方案中随机抽取两个异常电池和两个正常电池。充电至50％SOC后放入60℃烤箱中存放，验证电池的自放电问题，得到如表1所示的实验结果。

表1电池自放电性能测试数据记录表

从上表可以看出，各实施例中挑选出来的自放电偏高的电池在60℃老化过程中压降明显要大于正常电池压降(例如测试组1中的3#、4#，测试组2中的3#、4#，测试组3中的3#、4#)，说明本发明中能够快速而准确的筛选出自放电偏高的电池。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。