鋰離子電池分選方法

鋰離子電池廠家在生產(chǎn)同一類電池時，雖然生產(chǎn)工藝和材料相同，但是生產(chǎn)出來的單體電池在性能上或多或少都存在著一定的差異。因此這就需要應(yīng)用到鋰離子電池分選技術(shù)，將一致性好的電池分選出來。

目前，鋰離子電池配組基本沿用傳統(tǒng)電子產(chǎn)品的分選工藝，即在電池分容階段將電池單體恒流恒壓充電至截止電壓和截止電流，然后放電至截止電壓，測得電池單體的靜態(tài)容量，放電倍率一般為IC或0.5C。然后將靜態(tài)容量作為主要分選參數(shù)，交流內(nèi)阻儀器測得的IKHz交流內(nèi)阻作為參考參數(shù)，將容量和內(nèi)阻相近的配成一組。

鋰離子電池分選主要有以下幾種方法：

1.按容量分類對電池充電后，以恒定電流放電到終止電壓，計算小時率容量，把容量接近的電池分在一組中。

這種分類的特點是實現(xiàn)過程簡單直觀，適用于電池生產(chǎn)廠對大批量電池進行質(zhì)量測試。缺點是容量一致的鋰電池

其他參數(shù)可能有很大差別。

2.按電壓變化曲線分類電池電壓是最重要的電池參數(shù)之一，按充放電過程中的電壓變化曲線分類是一種既直觀又可信的分類方法具有較強的數(shù)據(jù)運算能力， 這種方法要求電壓測量準確，充放電電流一致。

3.按平臺效率分類預(yù)定一個電壓值作為平臺電壓.放電過程中達到此電壓時，所釋放的電量與放電所釋放的總電量的比值稱為平臺效率。按平臺效率分類試圖把容量和內(nèi)阻一致的電池分選為一組。

4.按充放電效率分類電池所能釋放出電量與其所充入的電量的比值稱為充放電效率。通常，放電電量總是小于充電電量，這個電量差間接體現(xiàn)電池內(nèi)部的電阻和氣體產(chǎn)生情況。

這種分類的難點在于決定何時充電結(jié)束，過充電和欠充電都直接影響效率的計算,效率數(shù)值與其他參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系比較復(fù)雜，但仍不失為一種較好的分類方法。

5.按內(nèi)阻分類內(nèi)阻(包括歐姆電阻和極化電阻)是電池的一個很重要的參數(shù),直接影響充放電效率和工作壽命。歐姆電阻阻值一般比較穩(wěn)定，而極化電阻與電池的狀態(tài)有關(guān)，批量測量有很大的難度，有時可通過近似測量的方法定性分類。

傳統(tǒng)鋰離子電池分選工藝至少存在以下缺點:

(1)靜態(tài)容量與電池組實際的靜態(tài)容量不符，因為電池組恒壓能力很弱，電池單體恒壓充電后的放電容量不能真正反映配組后的靜態(tài)容量；

(2)分容電流太小以至于容量沒有區(qū)分度；

(3)沒有考慮單體間儲存能力的差異；

(4)交流交流內(nèi)阻很不穩(wěn)定，很難反映電池的優(yōu)劣；

(5)將容量和內(nèi)阻接近的依次配組會耗費大量的人力、設(shè)備和時間成本，而且會加劇電池組之間的不一致性。

為此，的目的在于提出一種分選結(jié)果一致性好的鋰離子電池分選方法。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)的實施例的鋰離子電池分選方法，可以包括以下步驟:

A.對多個鋰離子電池分別進行充電至充滿；

B.對多個所述鋰離子電池分別進行荷電保持；

C.將各個所述鋰離子電池在第一放電電流倍率下恒流放電至放電截止電壓，記錄此時各個所述鋰離子電池的放電容量為第一放電容量Cl；

D.對各個所述鋰離子電池恒流充電至截止電壓然后恒壓充電至截止電流；

E.將各個所述鋰離子電池在第二放電電流倍率下恒流放電至中間電壓，記錄此時各個所述鋰離子電池的放電容量為第二放電容量C2；

F.對各個所述鋰離子電池在脈沖充電電流倍率下進行脈沖充電和脈沖放電，所述脈沖充電和脈沖放電的時間相等；

G.將各個所述鋰離子電池在第二放電電流倍率下繼續(xù)恒流放電至截止電壓，記錄各個所述鋰離子電池的第三放電容量C3 ;

H.根據(jù)所述第一放電容量Cl、第二放電容量C2與第三放電容量C3對所述多個鋰離子電池進行分選。

根據(jù)實施例的鋰離子電池分選方法，至少具有如下有益效果:

1.的方法建立了一套標準流程，技術(shù)方案完整性好，可操作性佳，能夠提高鋰離子電池分選與配組的效率，節(jié)約人力、設(shè)備和時間成本；

2.的方法包含各種電池特性配組參數(shù)檢測，同時考慮多個參數(shù)進行分選，對多個電池進行更為全面的比較，提高鋰離子電池配組的一致性，從而提高電池組的適用性能和壽命；

3.配組容量充分考慮了電池容量的日歷衰減現(xiàn)象，因此采用荷電保持之后的容量作為標準容量，有利于提高電池組使用的日歷衰減的一致性。

另外，根據(jù)實施例的鋰離子電池分選方法還可以具有如下附加技術(shù)特征:在的一個實施例中，所述步驟H具體包括:

H1.計算所述多個鋰離子電池的第一放電容量Cl的平均值Cla和均方差Cls,如果Cls/Cla小于第一預(yù)設(shè)閾值，則認為該批次的所述多個鋰離子電池合格，進入步驟H2 ；

H2.如果所述鋰離子電池的滿足(Cla-Cl)/Cla大于第二預(yù)設(shè)閾值，則認為是配組不合格品，篩除所述鋰離子電池；

H3.計算各個所述鋰離子電池的第二放電容量與第三放電容量之和C=(C2+C3)，并且計算所述多個鋰離子電池的所述C的平均值Ca，如果所述鋰離子電池的滿足(Ca-C)/Ca大于第三預(yù)設(shè)閾值，則認為是配組不合格品，篩除所述鋰離子電池。

在一個實施例中，所述步驟A具體包括:對多個鋰離子電池分別進行恒流充電至充電截止電壓。該實施例的方法中配組容量時考慮了電池組在應(yīng)用過程時充電近似無恒壓的特點，利用無恒壓容量作為標準容量對多個電池進行分選，能夠充分保證電池在電池組中的容量一致性。

一個實施例中，所述荷電保持的過程包括:在低溫和高溫之間選擇多個溫度點進行循環(huán)，將所述多個鋰離子電池在每個溫度點靜置一段時間。將鋰離子電池的儲存環(huán)境溫度在低溫、常溫、高溫之間進行溫度循環(huán)，目的是檢測各電池對溫度的耐受性。該實施例中，在荷電保持期間采用多個溫度點循環(huán)沖擊，有利于消除電池組使用時溫度沖擊造成的不一致性。

在一個實施例中，所述脈沖充電和脈沖放電的時間長度小于lmin。脈沖充電和脈沖放電的時間不宜太長，太長可能會對電池的充電容量造成影響。

在一個實施例中，所述步驟G之后還包括步驟:對各個所述鋰離子電池恒流充電至截止電壓然后恒壓充電至截止電流。此步驟為最后一次對電池進行充電至充滿，充滿后的電池經(jīng)過分選后可以直接進入下一裝配環(huán)節(jié)或者銷售出廠。

在一個實施例中，所述進行短時間脈沖充電時，還包括步驟:計算充電直流內(nèi)阻Re ;并且所述步驟H之后，還包括步驟:計算所述多個鋰離子電池的所述直流充電內(nèi)阻Re的平均值Rca，如果所述鋰離子電池的滿足I Rca-Rc I/Rca大于第四預(yù)設(shè)閾值，則認為是配組不合格品，篩除所述鋰離子電池。該實施例中，增設(shè)一個分選考慮因素，分選過程更為全面，電池分組的結(jié)果更為可靠、一致性好。

在一個實施例中，所述進行短時間脈沖放電時，還包括步驟:計算放電直流內(nèi)阻Rd ;并且所述步驟H之后，還包括步驟:計算所述多個鋰離子電池的所述直流放電內(nèi)阻Rd的平均值Rda，如果所述鋰離子電池的滿足I Rda-Rd I/Rda大于第五預(yù)設(shè)閾值，則認為是配組不合格品，篩除所述鋰離子電池。該實施例中，增設(shè)一個分選考慮因素，分選過程更為全面，電池分組的結(jié)果更為可靠、一致性好。

在一個實施例中，所述步驟A和B之間還包括步驟:對各個所述鋰離子電池進行第一次測量，以獲得各個所述鋰離子電池的第一交流內(nèi)阻rl，并且所述步驟H之后還包括步驟:

計算所述多個鋰離子電池的所述第一交流內(nèi)阻rl的平均值rla，如果所述鋰離子電池的滿足|rla-rl|/rla大于第六預(yù)設(shè)閾值，則認為是配組不合格品，篩除所述鋰離子電池。該實施例中，增設(shè)一個分選考慮因素，分選過程更為全面，電池分組的結(jié)果更為可靠、一致性好。并且，該實施例中，為電池分析的配組參數(shù)引入了直流內(nèi)阻。相關(guān)技術(shù)中僅考慮交流內(nèi)阻，而交流內(nèi)阻檢測的結(jié)果具有很大的不穩(wěn)定性和隨機性。

相反地，直流內(nèi)阻多次檢測的結(jié)果具有穩(wěn)定性、一致性的特點，而且電池組使用時的倍率性能是由直流內(nèi)阻決定的。因此在配組參數(shù)引入直流內(nèi)阻有利于提高鋰離子電池配組的準確性。

在一個實施例中，所述步驟B和C之間還包括步驟:對各個所述鋰離子電池進行第二次測量，以獲得各個所述鋰離子電池的第二交流內(nèi)阻r2，并且所述步驟H之后還包括步驟:計算所述多個鋰離子電池的所述第二交流內(nèi)阻r2的平均值r2a，如果所述鋰離子電池的滿足I r2a-r2 | /r2a大于第七預(yù)設(shè)閾值，則認為是配組不合格品，篩除所述鋰離子電池。該實施例中，增設(shè)一個分選考慮因素，分選過程更為全面，電池分組的結(jié)果更為可靠、一致性好。并且，該實施例中，為電池分析的配組參數(shù)引入了直流內(nèi)阻。相關(guān)技術(shù)中僅考慮交流內(nèi)阻，而交流內(nèi)阻檢測的結(jié)果具有很大的不穩(wěn)定性和隨機性。相反地，直流內(nèi)阻多次檢測的結(jié)果具有穩(wěn)定性、一致性的特點，而且電池組使用時的倍率性能是由直流內(nèi)阻決定的。因此在配組參數(shù)引入直流內(nèi)阻有利于提高鋰離子電池配組的準確性。

附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過的實踐了解到。

下面詳細描述的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋，而不能理解為對的限制。

旨在提出一種鋰離子電池分選方法，該方法充分考慮了電池組近似無恒壓充電的容量特性、大倍率充放電適應(yīng)性、儲存能力差異、溫度應(yīng)力特性、直流內(nèi)阻等參數(shù)，能對已分選電池?zé)o差異化配組，既能提高電池組的一致性，又能提高配組效率。

根據(jù)實施例的鋰離子電池分選方法，可以包括以下步驟:

A.對多個鋰離子電池分別進行充電至充滿。

B.對多個鋰離子電池分別進行荷電保持。

C.將各個鋰離子電池在第一放電電流倍率下恒流放電至放電截止電壓，記錄此時各個鋰離子電池的放電容量為第一放電容量Cl。

D.對各個鋰離子電池恒流充電至截止電壓然后恒壓充電至截止電流。

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