一种电池的配组方法及其配组系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池检测配组技术领域，特别涉及一种电池的配组方法及其配组系统。
【背景技术】
[0002]在实际应用中，为了适应负载的要求经常需要将数十甚至数百只电池单体通过串联或并联组装在一起，以满足高电压高容量的需求。理论上要求这些电池的内阻、容量等参数要尽量一致，从而能使电池释放出的功率最大。但因为生产条件、制造环境、材料特性、生产设备等因素的影响使得对于同一批次的电池参数(如单体额定容量、单体开路电压、单体充电电压平台、单体放电电压平台、单体内阻、单体的电化学特性等)都有差异，所以单体电池之间的不一致性是绝对存在的，故在实际应用中，必须通过配组筛选出一致性相对较好的电池单体进行配组、组装，才有可能使得电池组的整体性能达到令人满意的程度。
[0003]如果电池组的电池单体之间的容量、内阻等性能参数不匹配，那么将会影响电池的使用寿命，导致使用成本升高并且还会危害环境；不匹配的电池单体在充放电过程发生过热，甚至危害人身财产安全。例如同一电池组内某节电池内阻偏大，则充电时当整组电池充满时该节电池过充，同样的当整组电池放完电时该节电池过放，造成恶性循环，加速该节电池性能衰减，进而使整组电池不能发挥正常效能。一致性不好的电池在放电过程中出现放电不均匀，这样就使得电池不能达到最大功率放电。故而电池组配组就要求电池组内各节电池性能均衡。所谓均衡是指用相同方法充电至充电结束，电压相同，在允许的电流和电压范围内，以相同时间通过相同电流(不论充放)，其电压变化量相同。达到上述要求的电池在串联使用时，可以保证组成电池组的电池电压始终一致。现有电池组配组方法中大多通过测量容量、压降和内阻等性能中的一种或两种来配组电池；现有配组方法存在下述缺占.现阶段电池厂家一直沿用传统的手工作业方式，采用人工上下料工作，人工分选电池，劳动强度大，人为误差明显；同时人工分选也将在电池分选中增加了人为因素。而且仅进行一次挑选，误测或误配的概率较大。
[0004]现有测量容量的方法一般采用固定充放电电流测量容量，而非使用工作电流进行充放电测试，所测得的容量进行配组误差较大。
[0005]现有测量电池内阻一般采用交流内阻法测量内阻。交流内阻法适用于电池小电流输出环境，比如数码电池、手机电池等实际电流较小的环境。但是动力电池是高倍率放电(普通锂电池放电是1/10C，动力电池放电往往1C，2C甚至4C)，而大电流放电引起的极化反应和极化内阻往往大于交流内阻，交流法的结果比实际值小一半以上。综上可知，现有的电池配组方法效率低、均衡性差、误差较大。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效率、均衡性好、误差小的电池配组方法。本发明可以广泛适用于各种大电流输出电池或者中小电流输出电池的配组。本发明的另一目的是提供一种电池配组系统。
[0007]本发明提供的一种电池的配组方法，其技术方案为:
一种电池的配组方法，包括以下步骤:
51、将电池放入二次电池性能检测柜后根据有效数据进行第一次分容，有效数据包括电池的放电容量Q1、充电容量Q2和开路电压0CV1 ;有效数据的检测以工作电流进行充放电检测；
52、将电池再次放入二次电池性能检测柜后根据有效数据进行第二次分容，有效数据包括电池的放电容量Q3、充电容量Q4和开路电压0CV2，以及根据测量得到的参数计算出压降K1 ;以第二次测得的容量Q3为准，同时参考第一次测得的放电容量Q1和充电容量Q2，挑选出容量异常的电池；以压降K1为准，挑选出电压异常的电池；
53、将电池放入电压内阻检测柜进行交流内阻检测和直流内阻检测，以及根据测量得到的参数计算出压降K2 ;根据放电容量Q3的数值范围进行分档，分档后再根据压降K2以及交流内阻检测值和直流内阻检测值的数值范围对电池进行分档配组。
[0008]本发明提供的一种电池的配组方法，还可以包括以下技术方案:
其中，步骤S1中的开路电压0CV1和步骤S2中的开路电压0CV2是充电完成后搁置3~20分钟后检测的开路电压；
步骤S2中挑选电压异常的电池时，以压降K1为准，同时参考AQd和AQc，AQd和Δ Qc的计算方法是 Δ Qd=Q3 一 Q1，Δ Qc=Q4 一 Q2 ；
步骤S3中，根据内阻进行分档的方法是首先根据交流内阻检测值初选出高内阻电池，然后根据直流内阻检测值的数值范围进行精选分档。
[0009]其中，在步骤S1之前增加一步骤S0，步骤S0为采用编码设备在电池上制备编码信息，并把编码信息存入电脑；在执行步骤S1、S2和S3之前，采用扫描设备扫描并记录电池上的编码信息，将电池的检测数据和编码信息存入数据库，所述电脑包括数据处理模块，数据处理模块完成数据的计算和分析，实现自动化精选配组。
[0010]其中，所述编码设备是扫描枪和喷码机，喷码机将电池识别信息喷印在电池表面，通过所述扫描枪在电池表面扫描得到编码信息。
[0011]其中，在步骤S1和步骤S2之间增加步骤S12，步骤S12是把电池放入老化柜进行高温老化，高温老化的过程是在36 - 80°C温度下保持5 - 120h。
[0012]其中，在步骤S2和步骤S3之间增加步骤S23，步骤S23是把电池放入老化柜进行高温老化或者常温老化；所述高温老化的过程是在36 - 80°C温度下保持5 — 120h ;所述常温老化的过程是在10 - 35°C温度下保持72 - 360h。
[0013]其中，在步骤S2和步骤S23之间增加步骤S21，步骤S21是把电池放入均衡柜均衡电压，使得电池间的电压差在lmV以内。
[0014]其中，直流内阻检测的结果还包括电池的峰值功率，通过峰值功率评估电池的性能，并作为配组的依据。
[0015]其中，所述电池的配组方法用于高要求的数码电池配组、笔记本电池配组、中小动力电池配组或者大动力电池配组。
[0016]本发明还提供了一种电池配组系统，其技术方案为: 一种电池配组系统，包括:
用于给电池制备编码信息的喷码扫描设备；
用于存储编码信息和检测数据的电脑；
用于对电池的性能参数进行检测的二次电池性能检测柜；
用于对电池进行均衡电压的均衡柜；
用于对电池进行老化测试的老化柜；
包括交流内阻检测设备和直流内阻检测设备的电压内阻检测柜。
[0017]名词解释:
二次电池性能检测柜是可用于检测二次电池的检测柜，二次电池也叫可充电电池，利用化学反应的可逆性，可以组建成一个新电池，即当一个化学反应转化为电能之后，还可以用电能使化学体系修复，然后再利用化学反应转化为电能，所以叫二次电池。二次电池(Rechargeable battery)又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。
[0018]电池放电倍率C是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数，通常以字母C表示。
[0019]本发明的实施包括以下技术效果:
本发明提供的一种电池的配组方法通过两次容量检测、两次压降检测和两种内阻检测，根据上述参数可以最大程度挑出不良电池单体，同时采用容量、压降(自放电率)和内阻三个参数进行综合配组，能够高精确度地配组出最符合实际工况的电池组。通过两次检测容量，以第二次放电容量为主为准，同时参考第一次放电容量和充电容量，能够防止误判，以工作电流为分容电流，最大程度检测出实际有效的容量。通过两次低电压挑选，第一次初选，挑选出明显低电压，以压降K值为准，参考AQd和AQc综合判断是否是低电压的方法，降低了误判率。第二次精选，剔除低电压的同时挑选自放电率一样电池配组。通过两次内阻挑选，交流内阻法用于挑选工作状态时的内阻配对，直流内阻用于挑选瞬间工作状态时的内阻配对，同时高内阻电池经过两次挑选，可以最大程度地挑出一致性好的电池。通过两次长时间的老化，能够保证电池性能可靠性和稳定性。通过采用数据库系统，自动化配对，配组成功率和配组效率高，同时节省人力物力。采用两次分容和老化，大大减少了测试接触不良的缺陷造成容量不准的配组问题。
[0020]本发明所提供的方法通过二次电池性能检测柜、均衡柜、扫描枪、喷码机、电脑、电压内阻检测柜和老化柜等设备的有机结合，成本低，适用于高要求的数码电池配组、笔记本电池配组、中小动力电池配组和大动力电池配组等。
【附图说明】
[0021]图1为本发明实施例的一种电池的配组方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
[0023]参见图1所示，本发明的一种电池的配组方法，包括以下步骤: so、采用编码设备在电池上制备编码信息，并把编码信息存入电脑中；编码设备可以是扫描枪和喷码机，通过喷码机将电池识别信息喷印在电池表面，然后用扫描枪在电池上扫描得到编码信息；在执行步骤s1、S2和S3之前，采用扫描设备扫描并记录电池上的编码信息，将电池的检测数据和编码信息存入数据库，所述电脑包括数据处理模块，数据处理模块完成数据的计算和分析，实现自动化精选配组。
[0024]S1、将电池放入二次电池性能检测柜后根据有效数据进行第一次分容，有效数据包括电池的放电容量Q1、充电容量Q2和开路电压0CV1 ;有效数据的检测以工作电流进行充放电检测；优选开路电压0CV1在充电完成后搁置3~20分钟后进行检测；本实施例中有效数据的检测以工作电流(即实际工作状态下的平均电流)为分容电流。本步骤可以保证正常使用状况下的容量准确性和保证使用过程中电池的容量配组一致性。本步骤中可以根据有效数据去除容量异常比较大的电池，初步挑选出一致性好的电池。
[0025]S12、把电池放入老化柜进行高温老化，高温老化的过程是在36 — 80°C温度下保持5 — 120h ;优选在38 - 60°C温度下保持24 — 120h ;进一步优选在40 — 50°C温度下保持48 - 72h ;该步骤可以优化电池的SEI膜，挑选出不良电池，可以提升电池的可靠性和稳定性。
[0026]S2、将电池再次放入二次电池性能检测柜后根据有效数据进行第二次分容，有效数据包括电池的放电容量