一种锂离子电池自放电测试方法及其电池配组方法_2

文档序号:9749632阅读:来源:国知局
[0026]所述的脉冲放电电流大于或等于1C,脉冲放电时间为5s~60s。
[0027]本发明针对具有相对平稳的充放电电压平台的锂离子电池体系,电池在一定的荷电状态范围内开路电压不随电池自放电程度增加而显著变化,从而创造性提出一种检测该类锂离子电池自放电的方法。锂离子电池随着自放电的增加,剩余容量减少,伴随着电池SOC的变化。因为如磷酸铁锂、镍锰酸锂等电极材料,在放电初始和放电末期Li扩散系数相对较大,而在放电平台区域内Li扩散系数相对较小,为变固相扩散过程。所以在电池的放电平台区域内,在一定的脉冲放电情况下,由于固相扩散能力限制,材料颗粒表面的Li浓度高于颗粒体相中的浓度,而在不同的SOC下,材料颗粒体相的Li平衡浓度不同。这就导致在脉冲条件下,Li从材料颗粒表面扩散到颗粒体相的能力不同,从而表现为脉冲结束后瞬间材料颗粒表面Li浓度差异,对应于电池脉冲放电结束后瞬间反弹电位值。通过对搁置后的一定荷电状态下的待测电池进行脉冲放电,测量其脉冲结束后瞬间反弹电位,与不同SOC下预设电池脉冲放电结束后的瞬间反弹电位进行对照,根据瞬间反弹电位值确定待测电池的S0C,进而计算出电池的自放电率。而通过该方法,可对多个电池进行自放电程度分选,通过将经过相同搁置过程的待分选电池与预设电池的瞬间反弹电位进行比较,将高于或等于该预设电池瞬间反弹电位的电池分选出来,分选出来的电池即为自放电性能一致的电池。
[0028]锂离子电池自放电测试实施例:
将待测的磷酸铁锂/石墨电池放置在室温下,然后将所述电池放电至50%S0C;
在55°C下将该电池放置7天,然后对电池进行3C脉冲放电60s,测量脉冲放电结束后电池瞬间反弹电位为3.1839V;
将测量的待测磷酸铁锂/石墨电池的瞬间反弹电位与预设电池在全SOC区间的瞬间反弹电位进行对照,通过瞬间反弹电位的值确定待测电池搁置后的SOC为55%,从而计算出电池的自放电率为5%。
[0029]基于锂离子电池自放电测试的电池配组实施例:
将待分选的多个电池磷酸铁锂/石墨和预设电池放置在室温下,然后将所述多个磷酸铁锂/石墨电池和预设电池放电至预设荷电状态50%S0C;
在55°C下将所述多个磷酸铁锂/石墨电池和预设放置7天,然后对多个磷酸铁锂/石墨电池和预设电池分别脉冲放电10s,测量脉冲放电结束后电池瞬间反弹电位; 将测量的待分选电池的瞬间反弹电位与预设电池的瞬间反弹电位进行比较,将高于或等于该预设电池瞬间反弹电位的电池分选出来;
将分选出来的自放电性能一致的电池进行串联连接,形成锂离子电池组。
[0030]需要说明的是,所述荷电状态(SOC)为电池长期搁置后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值,用百分数表示,其取值范围为O?I,当SOC=O时,表示电池完全放电态,当SOC=I 00%时,表示电池完全满电态。
[0031]本发明巧妙地利用了电极材料在放电平台区域内锂离子扩散系数较小的特点,通过短时脉冲放电测试检测出电池的SOC,从而计算出电池的自放电率,并准确、可靠的分选出自放电性能一致的电池,对其进行有效配对形成电池组,保证了电池组的整体使用寿命,对检测动力储能锂离子电池体系自放电能力具有重要实践意义。
[0032]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1.一种锂离子电池自放电测试方法,其特征在于,包含以下步骤: 步骤S1、将待测锂离子电池放置在室温下,然后将所述待测锂离子电池放电至预设荷电状态SOC; 步骤S2、在预设温度下将放电后的待测锂离子电池放置预设时间,然后对待测锂离子电池进行脉冲放电,测量脉冲放电结束后待测锂离子电池的瞬间反弹电位; 步骤S3、将待测锂离子电池的瞬间反弹电位与预设电池在全SOC区间的瞬间反弹电位进行对照,通过瞬间反弹电位的值确定待测锂离子电池搁置后的S0C,根据搁置后的SOC与预设荷电状态SOC的差值计算出电池的自放电率。2.如权利要求1所述的锂离子电池自放电测试方法,其特征在于,所述的锂离子电池为具有相对平稳的充放电电压平台的锂离子电池,包含磷酸铁锂/石墨、磷酸铁锂/钛酸锂、镍锰酸锂/石墨、镍锰酸锂/钛酸锂中的一种或几种。3.如权利要求1所述的锂离子电池自放电测试方法,其特征在于,所述的预设荷电状态SOC范围为20%?85%。4.如权利要求1所述的锂离子电池自放电测试方法,其特征在于,所述的放置预设温度范围为20°C~80°C,预设时间为I小时?6个月。5.如权利要求1所述的锂离子电池自放电测试方法,其特征在于,所述的脉冲放电电流大于或等于1C,脉冲放电时间为5s~60s。6.—种基于锂离子电池自放电测试的电池配组方法,其特征在于,包含以下步骤: 步骤S1、将待分选的多个锂离子电池和预设电池放置在室温下,然后将所述多个待分选的锂离子电池和预设电池放电至预设荷电状态S0C; 步骤S2、在预设温度下将所述多个待分选的锂离子电池和预设电池放置预设时间,分别对待分选的锂离子电池和预设电池进行脉冲放电,并分别测量脉冲放电结束后的瞬间反弹电位; 步骤S3、将待分选的锂离子电池的瞬间反弹电位与预设电池的瞬间反弹电位进行比较,将高于或等于预设电池瞬间反弹电位的待分选锂离子电池分选出来,分选出来的锂离子电池即为自放电性能一致的电池; 步骤S4、将自放电性能一致的锂离子电池进行配组连接,形成锂离子电池组。7.如权利要求6所述的锂离子电池自放电测试方法,其特征在于,所述的锂离子电池为具有相对平稳的充放电电压平台的锂离子电池,包含磷酸铁锂/石墨、磷酸铁锂/钛酸锂、镍锰酸锂/石墨、镍锰酸锂/钛酸锂中的一种或几种。8.如权利要求6所述的锂离子电池自放电测试方法,其特征在于,所述的预设荷电状态SOC范围为20%?85%。9.如权利要求6所述的锂离子电池自放电测试方法,其特征在于,所述的放置预设温度范围为20°C~80°C,预设时间为I小时?6个月。10.如权利要求6所述的锂离子电池自放电测试方法,其特征在于,所述的脉冲放电电流大于或等于1C,脉冲放电时间为5s~60s。
【专利摘要】一种锂离子电池自放电测试方法及其电池配组方法,利用了电极材料在放电平台区域内锂离子扩散系数较小的特点,通过短时脉冲放电测试检测出电池的SOC,从而计算出电池的自放电率,并准确、可靠的分选出自放电性能一致的电池,对其进行有效配对形成电池组,保证了电池组的整体使用寿命,对检测动力储能锂离子电池体系自放电能力具有重要实践意义。
【IPC分类】H01M10/42, G01R31/36
【公开号】CN105510836
【申请号】CN201510915256
【发明人】罗英, 冯毅, 吕桃林, 刘辉, 解晶莹, 晏莉琴, 张熠霄
【申请人】上海动力储能电池系统工程技术有限公司, 上海空间电源研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月11日
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