一种锂离子电池的自放电筛选方法与流程

文档序号:34737357发布日期:2023-07-12 21:15阅读:41来源:国知局

本发明属于锂离子电池,涉及一种锂离子电池的自放电筛选方法。


背景技术:

1、锂离子电池由于其能量密度高、循环寿命长等优势已成为动力电池的主流选择。能量密度越高,锂电池对于安全的要求就越高。众所周知,一定量的自放电是电池中发生化学反应的自然结果,这种自放电是容量可恢复的化学自放电。但是,电池内部如果有漏电流路径,也可以引起自放电。比如颗粒污染物或枝晶的生长等会在电池内部形成微短路,从而形成这种漏电流路径,引起自放电,这种自放电是不可逆的物理自放电。这些都不是正常的现象,它们的存在有极大的安全风险,可能会导致电池起火、爆炸等情况。因此,在电池设计和制造过程中对于自放电的筛选是极为重要的。在制造过程中,必须要保证尽可能早地筛出任何自放电筛选异常的电池。

2、现有的锂离子电池自放电筛选方法是将指定soc状态的电池静置老化一定时间,并测试老化前后的电压,得到电压变化△v,进而得到电压变化速率k值(k value=△v/△t)。一般企业会根据本公司的技术水平,规定一个k值的企业标准,通常以mv/天表示。但是这两者并不是呈线性对应关系,尤其对于磷酸铁锂体系电池而言,电压平台很长,能够用于自放电筛选的电压区间很短,而且老化周期较长,通常在7天及以上,生产效率难以显著提升。

3、因此,如何提升锂离子电池自放电筛选的速度以及准确度,从而缩短电池老化时间,提高生产效率,是急需解决的技术问题。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种锂离子电池的自放电筛选方法。本发明提供的锂离子电池的自放电筛选方法,通过对电池的开路电压变化、直流电阻变化和充电容量变化来依次进行筛选,避免了利用电压变化率方法在电压区间选择方面的限制,且可以直观反应电芯内部的微小变化,且不会增加生产负担,提高了筛选的速度以及准确度,从而缩短了电池的老化时间,提高了电池的生产效率。

2、为达此目的,本发明采用以下技术方案:

3、本发明提供了一种锂离子电池的自放电筛选方法,所述自放电筛选方法包括以下步骤:

4、(1)将锂离子电池进行充放电分容,并进行dcr测试,得到第一直流电阻dcr1;

5、(2)将经过dcr测试后的锂离子电池进行放电,直至soc为0%,然后充电至目标soc值,得到开路电压ocv1和充电容量c1;

6、(3)将经过步骤(2)充电后的锂离子电池依次进行高温静置和常温静置,然后测试得到开路电压ocv2;

7、(4)将常温静置后的锂离子电池继续充电至开路电压ocv1,得到充电容量c2;

8、(5)将经过步骤(4)充电后的锂离子电池再进行一次dcr测试,得到第二直流电阻dcr2;

9、(6)依次进行开路电压筛选、直流电阻筛选和充电容量筛选,从而判定锂离子电池的自放电状态。

10、作为本发明优选的技术方案,步骤(2)中,放电和充电的电流为0.1~1c。

11、作为本发明优选的技术方案,步骤(2)所述目标soc值为20~70%。

12、作为本发明优选的技术方案,步骤(3)所述高温静置满足如下温度和时间条件中的至少一个:

13、温度为35~45℃;和/或时间为2~3天。

14、作为本发明优选的技术方案,所述常温静置的时间为6~8h。

15、作为本发明优选的技术方案,步骤(4)所述充电的电流为0.1~1c。

16、作为本发明优选的技术方案,步骤(6)所述开路电压筛选包括:

17、电压变化值k1=(ocv1-ocv2)/△t,通过至少32只锂离子电池的k1值,计算得到k1的平均值ave.(k1),其中△t为高温静置和常温静置的总时长,筛选条件为ave.(k1)-6σ≤k1≤ave.(k1)+6σ,满足筛选条件的电池,进行下一步的电阻筛选,不满足筛选条件的电池,判定为电池性能不稳定。

18、作为本发明优选的技术方案,步骤(6)所述直流电阻筛选包括:

19、电阻变化值k2=(dcr2-dcr1)/dcr1,通过至少32只锂离子电池的k2值,计算得到k2的平均值ave.(k2),筛选条件为ave.(k2)-5.5σ≤k2≤ave.(k2)+5.5σ,满足筛选条件的电池,进行下一步的容量筛选,不满足筛选条件的电池,判定为电池性能不稳定。

20、作为本发明优选的技术方案,步骤(6)所述充电容量筛选包括:

21、容量变化值k3=c2/c1,通过至少32只锂离子电池的k3值,计算得到k3的平均值ave.(k3),筛选条件为ave.(k3)-5σ≤k3≤ave.(k3)+5σ,满足筛选条件的电池,判定为电池性能稳定,不满足筛选条件的电池,判定为电池性能不稳定。

22、作为本发明优选的技术方案,所述自放电筛选方法包括以下步骤:

23、(1)将锂离子电池进行充放电分容,并进行dcr测试,得到第一直流电阻dcr1;

24、(2)将经过dcr测试后的锂离子电池以0.1c~1c的电流进行放电,直至soc为0%,然后充电至soc值为20~70%,得到开路电压ocv1和充电容量c1;

25、(3)将经过步骤(2)充电后的锂离子电池35~45℃下进行高温静置2~3天,继续常温静置6~8h,然后测试得到开路电压ocv2;

26、(4)将常温静置后的锂离子电池以0.1c~1c的电流继续充电至开路电压ocv1,得到充电容量c2;

27、(5)将经过步骤(4)充电后的电池再进行一次dcr测试,得到第二直流电阻dcr2;

28、(6)步骤(5)测试结束后,进行筛选,包括:

29、开路电压筛选:电压变化值k1=(ocv1-ocv2)/△t,然后通过至少32只锂离子电池的k1值,计算得到k1的平均值ave.(k1),其中△t为高温静置和常温静置的总时长,筛选条件为ave.(k1)-6σ≤k1≤ave.(k1)+6σ,满足筛选条件的锂离子电池,进行下一步的电阻筛选,不满足筛选条件的锂离子电池,判定为电池性能不稳定;

30、直流电阻筛选:电阻变化值k2=(dcr2-dcr1)/dcr1,通过至少32只锂离子电池的k2值,计算得到k2的平均值ave.(k2),筛选条件为ave.(k2)-5.5σ≤k2≤ave.(k2)+5.5σ,满足筛选条件的锂离子电池,进行下一步的容量筛选,不满足筛选条件的锂离子电池,判定为电池性能不稳定;

31、充电容量筛选:容量变化值k3=c2/c1,通过至少32只锂离子电池的k3值,并计算得到k3的平均值ave.(k3),筛选条件为ave.(k3)-5σ≤k3≤ave.(k3)+5σ,满足筛选条件的锂离子电池,判定为电池性能稳定,不满足筛选条件的锂离子电池,判定为电池性能不稳定。

32、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

33、本发明通过一系列的测试,得到了直流电阻值、开路电压值和充电容量值,依次进行了开路电压筛选、直流电阻筛选和充电容量筛选,利用容量衰减来反应实际的自放电情况,避免了利用电压变化率方法在电压区间选择方面的限制,另外,dcr变化能够直观反应电芯内部的微小变化,能够有效辅助自放电筛查,且本技术采用了充电容量的标定方法,提高了生产效率,即本技术经过一步步的筛选过程,提升了自放电测试的准确度,缩短了电池老化时间,将原老化时间由7天左右,缩短至3天左右,时间减少57%的同时提升了生产效率。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1