一种缩短锂离子电池循环寿命评测时间的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种裡离子电池评测的方法，尤其是涉及一种缩短裡离子电池循环寿 命评测时间的方法。
【背景技术】
[0002] 由于煤，石油，天燃气等不可再生资源的日益减少W及由此带来的环境问题的不 断恶化，全球经济的发展对新型，高效，环保的能源的需求逐渐增加。裡离子电池作为一 种新能源，由于其对环境友好，能量密度高，循环寿命长，工作温度范围宽，存储时间长等优 点，使得其不仅在手机，笔记本电脑，数码相机等3C领域得到广泛应用，而且也在电动工 具，电动汽车，电动自行车等动力领域受到青睐。
[0003] 为了保证裡离子电池的使用性和安全性，对裡离子电池的信赖性和安全性进行评 测显得尤为重要。而裡离子电池的循环寿命评测是信赖性评测中的重中之重，它是裡离子 电池W及相关电池材料能否进行批量生产的关键性因素，在所有的评测项目中它的评测周 期最长，是影响新品上市时间的重要的一环。根据裡离子电池的用途不一样，其循环寿命评 价的条件也有所差异，W应用于手机，数码相机类的3C类的裡离子（铅壳）电池为例，其在 25°C常温下500次循环后的评测结果是容量保持率要求在80%W上，对于铅壳方形电池还 有一个厚度膨胀量的要求。对于一些特殊电池材料性能的评测，其寿命评价的循环次数更 是上千次W上。根据充放电条件的差异，一次循环的时间在3~5小时左右，完成500次循 环需要90天W上的时间，完成1000次循环的话要180天W上的时间，送样就很大程度上拖 累了新产品的上市时间，有可能因此而失去先机，市场就会被别的公司抢占。因此迫切需要 一种新的评测电池循环寿命的方法，可快速，准确的评测电池循环寿命，极大缩短循环寿命 的评测时间，推进新产品的快速上市从而抢夺市场。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种缩短裡离子电池循环寿命评测时间的方法，可缩短裡离子电池循 环寿命的评测时间，降低评价成本，加快新产品，新技术的导入时间，提高电池生产商及相 关材料厂商的产品竞争力。
[0005] 本发明为缩短裡离子电池循环寿命评测时间采用的技术方案为：
[0006] 1、选取N(4《N《10)节电池，为了保证评测的可靠性，电池为同一批次，随机抽 取。
[0007] 2、本发明中，用C表示充放电倍率（1C电流为电池容量的大小，0. 1C电流为1/10 电池容量大小），S0C表示荷电状态（如S0C0%表示放电态，S0C10%表示充电池额定容量 的10%,S0C100%表示满充电态）
[0008] 3、本发明中充电分为CCV模式（恒流充电）和CCCV模式（恒流恒压充电），放电 为CCD模式（恒流放电）。
[0009] 4、本发明中容量保持率即为循环结束后的容量除W电池的额定容量（例如：电池 容量为lOOOmAh，循环结束后的容量为860mAh，所W其容量保持率为86% );
[0010] 5、一种缩短裡离子电池循环寿命的评测时间的方法，包括W下步骤：
[0011] (1)对N上述1中N节电池分别标记为1，2, 3……，N(其中4《N《10);
[001引 0)将上述步骤（1)的N节电池均用1C放电到3. 00V;
[0013] (3)将上述步骤（2)中放完电的电池分别进行充电处理，标记为1的电池充电 到S0C(1/N)后停止充电，记录下此时的电压化arge-1,把标记为1的电池的充电的截止 电压设定为化arge-1 ;标记为2的电池充电到S0C(2/脚后停止充电，记录下此时的电压 化arge-2,把标记为2的电池的充电的截止电压设定为化arge-2 ;W此类推，标记为N-1的 电池充电到S0C[(N-1)/闲后停止充电，记录下此时的电压化arge-(N-l)，把标记为N-1的 电池的充电截止电压设定为化arge-(N-l);标记为N的电池，充电电压到4. 20V后W电流 0. 05C截止（此记为S0C100% );
[0014] (4)将上述步骤（3)充好电的电池分别进行放电处理，标记为1的电池放电到 3. 00V后停止放电（此记为S0C0% )，标记为2的电池放电到S0C(1/N)后停止放电，记录 下此时的放电电压Discharge-2,把标记为2的电池的放电截止电压设定为Discharge-2 ; W此类推，标记为N-1的电池放电到S0C[(N-2)/闲后停止放电，记录下此时的放电电压 Discharge-(N-1)，把标记为N-1的电池放电截止电压设定为Discharge-(N-1);标记为N 的电池放电到S0C[ (N-1) /闲后停止放电，记录下此时的放电电压Discharge-N，把标记为N 的电池的放电截止电压设定为Discharge-N;
[0015] (5)将上述步骤（4)中的电池进行在不同S0C区间下进行循环寿命评测，标记为1 的电池在S0C0 %~S0C(1/脚之间循环，充电截止电压为化arge-1，放电截止电压为3. 00V; 标记为2的电池在S0C(1/N)~S0C(2/脚之间循环，充电截止电压为Charge-2,放电截止 电压为Discharge-2 此类推，标记为N-1的电池在S0C[(N-2)/闲~S0C[(N-1)/闲之间 循环，充电截止电压为Oiarge-(N-l)，放电截止电压为Discharge-(N-l);标记为N的电池 在S0C[(N-1)/闲~S0C100%之间循环，充电W电压为4. 20V，电流为0. 05C截止，放电截止 电压为Discharge-N;
[0016] 化)500循环次数结束后，得出送N节电池在不同S0C区间状态下循环评测结束后 的容量保持率，求出平均值即为电池循环结束后的容量保持率。对于方形铅壳电池，还需对 电池的厚度膨胀量进行评测，对送N节电池在不同S0C区间状态下的厚度膨胀量相加，得出 的结果即为电池的厚度膨胀量。
[0017] 与现有评价方法相比，发明的优点在于；提供了一种可大大缩短裡离子循环寿命 评价时间的方法，从而加快裡离子循环寿命的评测。通过送种评测方法，可便捷，快速的 对电池循环寿命进行评价；另一方面，有效的降低了电池的评价成本；另外，利用此评测方 法，很大程度上加快了新品上市的时间，提高了公司的新产品市场的竞争力。
[0018] 利用本发明循环寿命的评测方法，当4《N《10时，不仅可W大大缩短评测时间， 其评测的精确度高，而且也不会占用太多的评价设备。N= 4时，评测时间可缩短50%~ 70%，N= 6时，评测时间可缩短65 %~75%，N= 10时，评测时间可缩短70 %~80 %。本 发明的评价方法得出的容量结果和现有评价方法的容量结果偏差在5 %W内，厚度结果的 偏差在8%W内，说明本发明的评测方法和现行的评测方法一致性很高。
【附图说明】
[0019] 图1为缩短循环寿命评测时间的工艺流程图。
[0020] 图2为本发明对比例与实施例循环容量保持率曲线；
[0021] 图3为电池循环充放电的示意图。
【具体实施方式】
[0022] W下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
[0023] 本发明案例中均使用CGA103450电池，所使用电池为铅壳方形电池，厚度为lOmm, 宽度为34mm，高度为50mm，正极材料为立元LiNie.5Coe.2Mne.3O2,负极为人造石墨和天然石墨 的混合，其容量为2000mAh。为了保证案例的可靠性，电池均选用同一批次电池，随机抽取。 所有案例都在东洋设备上完成，均在25°C恒温环境下完成500次的循环。
[0024] 对比例1
[00巧](1)使用现行评测方法，选取3节电池，放电处理后，对送3节电池用同一条件进 行循环寿命测试。评测结果的要求为500次循环，容量保持率在80 %W上，厚度膨胀量 < 2. 3mm。
[002引 似表1 ;对比例的循环寿命测试条件，表中搁置时间即为充放电完后的停留时间
[0027]
[0028] (3) -次循环所需的时间为3~4小时之间，完成500次循环大约要90天左右的 时间。
[002引 （4)循环结束后，第1节电池的容量保持率为87. 5%，厚度膨胀为1. 95mm，第2节 电池的容量保持率为88. 4%，厚度膨胀为2. 07mm，第3节电池的容量保持率为86. 5%，厚 度膨胀为1. 88mm。综上所述电池的容量保持率：（87. 5% +88. 4% +86. 5% )今3 = 87. 5%， 厚度膨胀量；（1. 95巧.07+1. 88)今3 = 1. 97mm。
[0030] 实施例1
[00引](1)选取4节电池，分别标记为1，2, 3, 4 ;
[0032] (2)将上述步骤（1)中的电池经过充放电的处理后，使得各节电池处于不同的SOC 状态下，各节电池在不同的SOC区间内进行循环寿命评测，标记为1的电池，在SOCO%~S0C25%之间循环，充电截止电压为3.85V，放电截止电压为3.00V;标记为2的电池在 S0C25%~SO巧0%之间循环，充电截止电压为3. 90V，放电截止条件为3. 67V;标记为3的 电池在SO巧0%~SO口5%之间循环，充电截止电压为4. 01V，放电截止电压为3. 75V;标记 为4的电池在SO口5%~S0C100%之间循环，充电截止条件；电压4. 20V，电流100mA，放电 截止电压为3. 88V;
[003引 做表2 ;为实施案例1中4节电池循环寿命测试条件；
[0034]
[003引 （4)标记为1，2, 3的电池一次循环所需时间为50分钟左右，标记为4的电池循环 时间为最长为1小时30分钟左右。完成循环寿命所需的时间即为标记为4的电池所需的 时间。所W循环寿命的完成时间为30天左右，可缩短循环寿命评测时间67%。
[0036] (5)循环结束后，对4个电池的容量保持率和厚度进行统计，标记为1的电池容量 保持率为79. 4 %，厚度膨胀为0. 79mm，标记为2的电池容量保持率为84. 2 %，厚度膨胀为 0. 51mm，标记为3的电池容量保持率为87. 5%，厚度膨胀为0. 43mm，标记为4的电池容量保 持率为89. 3%，厚度膨胀为0. 34mm。综上所述，容量保持率；（79. 4+84.化87. 5+89. 3) %今4 =85. 1%，厚度膨胀量；（0. 79+0. 51+0. 43+0. 34)mm= 2. 07mm。与现行评测方法相比，容量 保持率偏差2. 74%，厚度膨胀量偏差为5. 08%。
[0037] 实施例2
[00測 （1)选取6节电池，分别标记为1，2, 3,