一种长时间存放的退役锂电池稳定容量值标定方法与流程

文档序号:15094695发布日期:2018-08-04 14:17阅读:863来源:国知局

本发明属于蓄电池技术领域,具体涉及一种长时间存放的退役锂电池稳定容量值标定的方法。



背景技术:

环境污染和能源枯竭是人类面临的两大问题。为了应对环境和能源的双重压力,全世界各国都把开发利用新能源作为可持续发展的重要战略,近年来,世界上多数国家都将发展电动汽车作为节能减排的重要途径。

动力电池是电动汽车的核心部件之一,动力电池的性能指标直接影响电动汽车的整体性能。为了保证电动汽车的行驶及安全性能,当电动汽车行驶到一定的里程路数之后,便要更换退役锂电池。退役的锂电池若不进行合适的处理,将带来一系列的环境及安全问题,包括占用大量的储存空间、造成环境污染以及形成安全隐患等问题。

梯次利用锂电池为解决退役电池难处理这一问题提高了新的思路,退役的电池一般依然残留70-80%的容量。由于电动车用动力电池对动力电池密度,稳定性等方面有着相当高的标准,退役的锂电池完全可以梯次利用于对电池性能要求不是很高的分布式储能、微网储能、低速车等领域。

锂电池行业内对如何安全可靠的梯次利用退役电池方法还在研究试验阶段,所以现阶段大量的现已退役的锂电池处于回收搁置状态。退役的锂电池若长时间未使用以及在存放过程中未周期性的进行充放电活化处理,锂电池会进行自发的化学反应,消耗活性锂粒子,生成沉积物,从而导致退役锂电池内阻继续增加、容量继续衰减。

处于长时间搁置存放的锂电池进行小电流活化激活之后,锂电池容量会得到一定的恢复。但是每个退役单体锂电池的健康状态以及退役锂电池搁置存放时间的长短及存放环境不同,从而导致锂电池的健康恢复状态以及恢复时间也会不同。为了保证长时间搁置存放的退役锂电池在梯次利用过程中,电池的容量没有急剧的波动变化。所以需要测得长时间搁置存放的退役锂电池的稳定容量值。从而可以保证处于存放状态的退役锂电池安全可靠的梯次利用于其它领域。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种长时间存放状态的退役锂电池稳定容量值标定方法。

本发明的技术方案:

一种长时间存放的退役锂电池稳定容量值标定方法,步骤如下:

步骤一:在良好的光线条件下,用目测法检测退役锂电池单体的外观,如有变形、裂纹、漏液等,不对其进行容量测试;

步骤二:观察退役锂电池单体外观上的标签,收集退役锂电池单体的基本信息,如标称电压(Un)、标称容量(Cn)或标称能量(Wn)等;

步骤三:对经过外观检测挑选出的退役锂电池单体进行活化处理,活化处理的方法:

3.1)在25℃的恒温环境下,以0.01Cn电流恒流充电至规定的单体充电截止电压,静置30~60min;

3.2)以0.01Cn电流恒流放电至规定的单体放电截止电压,静置30~60min;

3.3)重复步骤3.1)~3.2)3次;

步骤四:对经过活化处理的退役锂电池单体,在室温条件下进行电池容量测试,电池容量测试方法:

4.1)在23℃~27℃的恒温环境下,以0.02Cn电流恒流充电至规定的充电截止电压,转恒压充电,至电流降至0.05Cn截止,静置60min;

4.2)以0.02Cn电流恒流放电至规定的单体放电截止电压,静置60min;

4.3)计算放电容量;

4.4)重复步骤4.1)~4.3),当连续三次试验结果的极差小于额定值的3%,结束试验,取最后三次结果平均值;

步骤五:在步骤四进行电池容量测试过程中,设置电池充放电设备以一定的采样频率采样退役锂电池充电时电池容量(Q)数据和电压(V)数据;将采集到的容量(Q)数据以及电压(V)数据进行微分处理,得到dQ与dV;

步骤六:将采集到的电压(V)数据作为X轴数据,dQ/dV的比值作为Y轴数据,使用高斯滤波数据处理方法对dQ/dV的比值进行滤波处理之后,得到具有三个明显峰值的充电容量增量曲线(dQ/dV-V)图;

步骤七:重复步骤四~步骤六,根据步骤五~步骤六绘制每一次电池容量测试相对应的充电容量增量曲线;

步骤八:根据得到的充电容量增量曲线,对充电容量增量曲线图中最高峰值所对应的的X轴坐标数据做差。前后相邻测试过程中,充电容量增量曲线对应最高峰值的X轴电压数据之差若处于0~30mv之间,则输出最后一次步骤四测得的放电容量,即为长时间存放的退役锂电池的稳定容量值。否则,则返回步骤三。

本发明的有益效果:本发明针对退役锂电池若长时间处于存放搁置状态时,当梯次利用时,难以检测退役锂电池剩余容量的稳定值这一问题提出了解决方法。为后续电池安全可靠的梯次再利用奠定了使用基础。

附图说明

图1为本发明操作流程图。

图2为磷酸铁锂电池充电容量增量曲线图。

图3是前后五次测试得到的充电容量增量曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,本发明采用已经搁置存放一年的退役磷酸铁锂电池为研究对象,结合流程图和具体实施例对本发明作进一步说明,具体过程如下:

步骤一:对退役的磷酸铁锂旧电池组进行拆解,得到磷酸铁锂电池单体。在良好的光线条件下,用目测法检测动力锂电池单体的外观,挑选无裂纹、无变形、无漏液的电池进行容量检测。

步骤二:经过信息采集,知道本批电池为标称电压3.2V,标称容量(Cn)为10Ah的磷酸铁锂电池。

步骤三:对经过外观检测挑选出的磷酸铁锂电池进行活化处理,活化处理的方法:

a)在25℃的恒温环境下,以0.1Ah(0.01Cn)电流恒流充电至企业技术条件中规定的单体充电截止电压3.65V,静置60min;

b)0.1Ah(0.01Cn)电流恒流放电至企业技术条件中规定的单体放电截止电压2.7V,静置60min;

c)重复步骤a)~b)3次。

步骤四:对经过活化处理的退役动力锂电池单体,进行室温下电池容量测试。电池容量测试方法:

a.在25℃±2℃的恒温环境下,以0.02Cn电流恒流充电至企业技术条件中规定的充电截止电压3.65V,转恒压充电,至电流降至0.5Ah(0.05Cn)截止,静置60min;

b.以0.2Ah(0.02Cn)电流恒流放电至企业技术条件中规定的单体放电截止电压2.7V,静置60min;

c.计算放电容量;

d.重复步骤a~c五次,当连续三次试验结果的极差小于额定值得3%,可提前结束试验,取最后三次结果平均值。

步骤五:在步骤四进行电池容量测试过程中,设置电池充放电设备以10HZ的采样频率采样锂电池充电时电池容量(Q)数据、电压(V)数据。将采集到的容量(Q)数据以及电压(V)数据进行微分处理,得到dQ与dV。

步骤六:将采集到的电压(V)数据作为X轴数据,dQ/dV的比值作为Y轴数据,使用高斯滤波数据处理方法对dQ/dV的比值进行滤波处理之后,得到具有三个明显峰值的充电容量增量曲线(dQ/dV-V)图,如图二所示为退役磷酸铁锂电池充电容量增量曲线图。本试验中,Ⅱ号峰为最高峰。

步骤七:重复步骤四~步骤六试验试验,根据步骤五~步骤六绘制每一次电池容量测试相对应的充电容量增量曲线,如图三所示为先后五次测得绘制的充电容量增量曲线图。

步骤八:根据得到的充电容量增量曲线,对充电容量增量曲线图中最高峰值即Ⅱ号峰所对应的的X轴坐标数据做差。在本次试验中,发现Ⅱ号峰在前四次测试过程中,相邻两次所对应的X轴电压数据之差均大于30mv,对应的偏差数值分别为53、92、59。第5次试验测得的充电容量增量曲线与第4次测得的充电容量增量曲线,Ⅱ号峰对应的X轴电压数据偏差为3mv,本试验输出第5次试验测试中步骤四所对应的放电容量,即为7584mah。

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