一种锂离子电池筛选方法
【专利摘要】本发明公开一种锂离子电池筛选方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1、获取多个单体电池的编码信息；步骤2、对多个单体电池进行首次充放电循环；步骤3、依照电池使用环境，对多个单体电池进行一次充放电循环；步骤4、计算步骤2和步骤3中测量的电容量差，电压差，交流内阻差；步骤5、将多个单体电池进行搁置后，采集电池信息后进行一次充放电循环，；步骤6、计算步骤3和步骤5中测量的电容量差，电压差，交流内阻差；步骤7、按分类标准进行分档；步骤8、将多个单体电池分组。本发明能够将电池按照相似的性能和性能变化趋势进行筛选，从而最大可能地降低电池衰减不一致的可能，进而保障电池组性能的稳定发挥。
【专利说明】一种锂离子电池筛选方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池检测【技术领域】，具体涉及一种锂离子电池筛选方法。
【背景技术】
[0002]锂离子蓄电池作为最受欢迎的绿色电池之一，凭借其比能量高、寿命长、开路电压高、自放电率低、对环境友好、价格低廉等优点，成为电池市场的新力军。随着锂离子蓄电池在民用领域(手机、笔记本、摄像机、电动玩具)得到了广泛使用，其安全性和实用性均得到业界好评。目前，锂离子蓄电池已朝着大功率，高比能量，高循环寿命方向迅速发展，以锂离子电池为动力源的电动汽车将逐步取代部分燃油汽车；大型锂离子电堆作为储能设备更多的进入储能电站、智能电网系统中。
[0003]锂离子电池的筛选对于保持电池一致性具有重要意义，特别是对于大规模的动力或储能电池系统，电池性能一致性偏差将会对电池组长期循环后容量和功率发挥造成影响。电池性能的不一致是由在工厂内生产过程中材料或制造条件控制不一致，以及电池在不同使用环境下衰减状态可能不一致造成的，因此对电池在不同使用阶段的性能筛选也是电池组和电池系统维护的重要组成部分。
[0004]目前锂离子电池的筛选主要通过对电池在特定时段的性能进行一次筛选，例如在出厂时对电池的开路电压0CV、直流内阻IR、容量Capacity进行一次测试，并以此为依据设定门槛，将电池进行分组筛选。这种方法容易造成的问题是在特定时刻电池的状态相同并不能等同于电池未来状态相同，将当前时刻性能相近的电池成组固然在短时间内能够实现良好的一致性，但对于长期循环使用而言电池性能变化趋势的不一致会导致电池组性能的急剧衰减。在不可能进行频繁的筛选条件下，在一次筛选时将电池在之前工作状态下的变化作为筛选的标准具有重要意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种锂离子电池筛选方法，能够将电池按照相似的性能和性能变化趋势进行筛选，从而最大可能地降低电池衰减不一致的可能，进而保障电池组性能的稳定发挥。
[0006]为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现:一种锂离子电池筛选方法，其特征在于，包含以下步骤:
步骤1、将多个单体电池固定于电池测试设备上，利用信息扫码设备获取多个单体电池的编码息；
步骤2、对多个单体电池进行首次充放电循环后记录电容量Cl、开路电压U1、交流内阻
Rl ；
步骤3、依照电池使用环境，对多个单体电池进行一次充放电循环，记录电容量C2、开路电压U2、交流内阻R2 ；
步骤4、计算同一个单体电池步骤2和步骤3中测量的电容量差AC1，电压差AU1，交流内阻差Δ Rl ；
步骤5、将多个单体电池进行搁置后，采集电池信息后进行一次充放电循环，记录电容量C3、开路电压U3、交流内阻R3 ；
步骤6、计算同一个单体电池步骤3和步骤5中测量的电容量差AC2，电压差AU2，交流内阻差AR2 ；
步骤7、按照容量差别标准分档各单体电池，再将同一档的多个单体电池按电压降标准分档各单体电池，最后将同一类别的单体电池按交流内阻值标准进行分档；
步骤8、将同一交流内阻档的多个单体电池分配到一组。
[0007]上述的充放电循环包含以下步骤:
步骤a:恒流充电至额定电压；
步骤b:恒压充电至0.05C ；
步骤c:搁置一段时间后进行恒流放电，所述的搁置时间为0-30分钟。
[0008]上述的步骤5中搁置时间为3~10天。
[0009]上述的容量差别标准为:额定容量的0.1%_1%。
[0010]上述的电压降标准为:额定电压的0.03%-0.3%。
[0011]上述的交流内阻值标准为:额定电阻的1%_10%。
[0012]本发明一种锂离子电池筛选方法与现有技术相比具有以下优点:本发明采用通用电池信息采集和测试设备，具有较高的适用性；采用本方法筛选电池一致性良好，可保证长期循环性能良好；本发明具有良好的推广性，可以应用于各种类型、体系、规格的锂离子电池。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明一种锂离子电池筛选方法的流程图。
[0014]图2为经过筛选的典型数据图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
[0016]一种锂离子电池筛选方法，其特征在于，包含以下步骤:
步骤1、将多个单体电池固定于电池测试设备上，利用信息扫码设备获取多个单体电池的编码息;
步骤2、对多个单体电池进行首次充放电循环后记录电容量Cl、开路电压U1、交流内阻
Rl ；
步骤3、依照电池使用环境，对多个单体电池进行一次充放电循环，记录电容量C2、开路电压U2、交流内阻R2 ；
步骤4、计算同一个单体电池步骤2和步骤3中测量的电容量差AC1，电压差AU1，交流内阻差Δ Rl ；
步骤5、将多个单体电池进行搁置3~10天后，采集电池信息后进行一次充放电循环，记录电容量C3、开路电压U3、交流内阻R3 ；
步骤6、计算同一个单体电池步骤3和步骤5中测量的电容量差AC2，电压差AU2，交流内阻差AR2 ；
步骤7、按照容量差别标准分档各单体电池，再将同一档的多个单体电池按电压降标准分档各单体电池，最后将同一类别的单体电池按交流内阻值标准进行分档；
步骤8、将同一交流内阻档的多个单体电池分配到一组。
[0017]充放电循环包含以下步骤:
步骤a:恒流充电至额定电压；
步骤b:恒压充电至0.05C ；
步骤c:搁置一段时间后进行恒流放电，所述的搁置时间为0-30分钟。
[0018]容量差别标准为:额定容量的0.1%-1%。
[0019]电压降标准为:额定电压的0.03%-0.3%。
[0020]交流内阻值标准为:额定电阻的1%-10%。
[0021]实施例一，以IOAh单体电池为例。
[0022]电池生产初始状态测试:将由生产线产出的IOAh电池单体固定于电池测试设备，利用信息扫码设备获得其编码信息，设置以IOA恒流充电至2.8V，恒压2.8V充电至电流
0.5A，搁置30min，IOA恒流放电至1.6V。记录放电容量为Cl，采用内阻测试仪测试其开路电压和交流内阻，分别记录为Ul和R1。
[0023]依照电池使用环境，对电池进行I次充放电循环，IC恒流充电2.7V，放电至1.6V,分别记录其容量、开路电压和交流内阻为C2、U2和R2。
[0024]将电池搁置,搁置时间为7天,后进行充放循环,记录容量C3、U3和R3。
[0025]通过公式:AU1=U2_U1，AU2=U3_U2，AR1=R2_R1，AR2=R3_R2，AC1=C2_C1，AC2=C3_C2，计算获得 Cl、AC2、AUl、AU2 Rl、AR2。
[0026]Cl ≥ IOOOOmAh, C2 ≥IOOOOmAh, C3 ≥ 9900mAh, ACl ≤ IOOmAh, Δ C2 ≤ 300mAh,在此标准上将AC2按照每50mAh为一档归类；U1≥2.49V，U2≥2.49V，U3≥2.488V,AUl ≤ 0.002V, AU2 ≤ 0.005V,在此基础上将 U2按照每0.001V为一档归类；Rl ≥ 1.2m Ω，R2 ≥ 1.2 m Ω，R3 ≥ 1.1 m Ω，Δ Rl ≤ 0.1 m Ω，Δ R2 ≤ 0.2 m Ω，在此基础上将R2按照每0.05 πιΩ为一档归类。
[0027]将这批电池分为120档，配组时按照同档电池优先分组的原则，获得的电池组性
能最佳。
[0028]如图2所示，经过筛选的典型数据图，获得的搁置电压变化AU2，从中可以看到电池搁置过程中不同电池电压衰减有一定的变化，电压变化越大说明电池的搁置性能越差，以此为便准将电池分类:根据该次测试可以将电压变化大于0.005V和反常上升的筛除，将剩余电池按0.001V为一档分类。
[0029]实施例二，以动力电池达不到使用标准的电池为例。
[0030]对动力电池达不到使用标准的电池进行重新分类配组，使其能够用于其他用于，如储能、EPS、路灯等对电池性能要求相对较低的场合。动力电池出厂时通过其标准测试获得其CUUl和Rlo
[0031]当电池容量降低至额定容量的80%时，认为已不适宜作为动力电池使用，对其进行测试，以标准18650LFP为例，2.2A充电至3.6V，恒压至电流0.11A，搁置IOmin后2.2A放电至2.5V，记录其C2、U2和R2。[0032]搁置10天和采用步骤2相同方法，记录其C2、U3和R3，计算得到ACl、AC2、AU1、AU2、ARU AR2。
[0033]Cl ≥ 2200mAh, C2 ≥ 1760mAh, C3 ≥1700mAh, Λ Cl ≤ 500mAh, Δ C2 ≤IOOmAh,在此标准上将Δ C2按照每20mAh为一档归类；U1≥3.2V, U2≥3.1V，U3≥3.05V, AUl ≤0.15V,AU2 ≤0.05V，在此基础上将AU2按照每0.0lV为一档归类；R1 ≤IOmQ , R2 ≤15ιMΩ，R3≤16ι?Ω，ARl ≤ 8ι?Ω，Δ R2≤ 3mΩ，在此基础上将Λ R2按照每0.5 ιmΩ为一档归类。
[0034]将这批电池分为150档，配组时按照同档电池优先分组的原则，获得的电池组性能最佳。
[0035]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。
【权利要求】
1.一种锂离子电池筛选方法，其特征在于，包含以下步骤: 步骤1、将多个单体电池固定于电池测试设备上，利用信息扫码设备获取多个单体电池的编码息; 步骤2、对多个单体电池进行首次充放电循环后记录电容量Cl、开路电压U1、交流内阻Rl ; 步骤3、依照电池使用环境，对多个单体电池进行一次充放电循环，记录电容量C2、开路电压U2、交流内阻R2 ； 步骤4、计算同一个单体电池步骤2和步骤3中测量的电容量差AC1，电压差AU1，交流内阻差Δ Rl ； 步骤5、将多个单体电池进行搁置后，采集电池信息后进行一次充放电循环，记录电容量C3、开路电压U3、交流内阻R3 ； 步骤6、计算同一个单体电池步骤3和步骤5中测量的电容量差AC2，电压差AU2，交流内阻差AR2 ； 步骤7、按照容量差别标准分档各单体电池，再将同一档的多个单体电池按电压降标准分档各单体电池，最后将同一类别的单体电池按交流内阻值标准进行分档； 步骤8、将同一交流内阻档的多个单体电池分配到一组。
2.如权利要求1所述的锂离子电池筛选方法，其特征在于，所述的充放电循环包含以下步骤: 步骤a:恒流充电至额定电压； 步骤b:恒压充电至0.05C ； 步骤c:搁置一段时间后进行恒流放电，所述的搁置时间为0-30分钟。
3.如权利要求1所述的锂离子电池筛选方法，其特征在于，所述的步骤5中搁置时间为3~10天。
4.如权利要求1所述的锂离子电池筛选方法，其特征在于，所述的容量差别标准为:额定容量的0.1%-1%。
5.如权利要求1所述的锂离子电池筛选方法，其特征在于，所述的电压降标准为:额定电压的 0.03%-0.3%ο
6.如权利要求1所述的锂离子电池筛选方法，其特征在于，所述的交流内阻值标准为:额定电阻的1%-10%。
【文档编号】B07C5/344GK103464388SQ201310445622
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】黄嘉烨, 晏莉琴, 冯毅, 解晶莹, 张宇, 苏广宁, 刘隽 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, 国家电网公司, 国网上海市电力公司