CN103163466A

CN103163466A - 一种锂电池的检测方法

Info

Publication number: CN103163466A
Application number: CN2011104188069A
Authority: CN
Inventors: 吴生先
Original assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Current assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-19

Abstract

本发明公开了一种锂电池的检测方法，包括如下步骤：选择由相同的制备工艺制得的多个锂电池，在预定温度下，将各锂电池按照相同放电倍率从初始荷电状态分别进行放电，各锂电池在每放电预定荷电量后搁置预定时间，分别测量并记录每次搁置后各锂电池的开路电压，继续放电至放电完成；分别计算每次搁置后各锂电池的开路电压的标准差δ；以及将各标准差δ与预定值相比较，如果所有标准差δ均小于预定值，则判断所述多个锂电池的一致性合格，如果有一个以上的标准差δ大于等于预定值，则判断各锂电池的一致性不合格。根据本发明实施例的锂电池的检测方法，大大消除了现有检测方法中存在的不足，具有操作简单、成本低廉且检测准确快捷等优点。

Description

一种锂电池的检测方法

技术领域

本发明属于电池技术领域，更具体地，本发明涉及一种锂电池的检测方法。

背景技术

随着环境污染的日益加剧和能源危机的日趋严重，迫切需要开发节能环保的电动汽车，而电池技术是阻碍电动汽车进一步发展的瓶颈所在。锂离子电池以能量密度高、功率密度高、循环寿命长、安全性好等优点成为电动汽车首选动力电源。为了达到一定的电压、功率和能量等级，需要将多个单体电池串联或并联成组使用，但是由于电池在生产和使用过程中存在的不一致性，成组电池在容量利用、安全和循环寿命等方面的性能远不及单只电池，导致动力电池组无法满足整车性能需求。

针对此问题，目前主要有两种解决方法。第一种方法是电池在成组使用前，进行严格的一致性筛查，挑选出一致性好的单体电池组成电池组。另一种方法是用外加电路来管理和均衡电池组中的电池的充放电状态，通过释放回路把处在较高电压状态的电池的电压降下来从而达到均衡。均衡回路是目前许多电池管理***都会考虑到的方案，但是最根本的解决途径是在电池成组前进行一致性评价。电池一致性评价是电池成组应用技术的核心之一，直接影响到电池组的使用性能。因此，如何将性能指标一致的单体电池挑选出来组成电池组，对动力电池成组意义重大。

现有技术中，主要是通过单一的容量、电压或者内阻法对锂电池进行一致性评价。但是，通过这些方法来进行锂电池一致性评价仍然存在一定的不足。首先在测量这些参数时都是在一个特定的相同状态下进行的，现有条件无法保证每只电池都处在相同的状态；其次，静态的测量无法反映电池内部的反应带来的动态差异，而电池本身是在使用中出现不一致。由此可见，现有方法不能准确判断电池的一致性，开发一种简单有效的锂电池一致性评价方法成为当务之急。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种操作简单、成本低廉、准确快捷的锂电池检测方法。

根据本发明实施例的锂电池的检测方法，包括如下步骤：

a)选择由相同的制备工艺制得的多个锂电池，在预定温度下，将各锂电池按照相同放电倍率从初始荷电状态分别进行放电，各锂电池在每放电预定荷电量后搁置预定时间，分别测量并记录每次搁置后各锂电池的开路电压，继续放电至放电完成；

b)分别通过下述公式计算每次搁置后各锂电池的开路电压的标准差δ，

标准差

δ = \sqrt{\frac{Σ_{n = 1}^{n} {({OCV}_{n} - \overset{&OverBar;}{OCV})}^{2}}{n - 1}},

其中，OCVn表示各次搁置后的开路电压，

表示各开路电压的平均值，n为大于1的整数；以及

c)将各标准差δ与预定值相比较，如果所有标准差δ均小于预定值，则判断所述多个锂电池的一致性合格，如果有一个以上的标准差δ大于等于预定值，则判断各锂电池的一致性不合格。

根据本发明实施例的锂电池的检测方法，由于考虑了锂电池在放电过程中的动态变化过程，并且在搁置时间内涉及到电池内部欧姆内阻和极化内阻的影响，大大消除了现有检测方法中存在的不足，使得本发明的锂电池检测方法具有操作简单、成本低廉且检测准确快捷等优点。

另外，根据本发明上述实施例的锂电池的检测方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述预定温度为-20～50℃。

根据本发明的一个实施例，所述初始荷电状态为100％SOC。

根据本发明的一个实施例，所述放电倍率为0.5～3C。

根据本发明的一个实施例，所述预定荷电量为10％SOC。

根据本发明的一个实施例，所述预定时间为20～120分钟。

根据本发明的一个实施例，所述预定值为0.02186。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的锂电池的检测方法的流程示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的锂电池的开路电压OCV平均值-SOC曲线图；

图3是根据本发明的一个实施例的锂电池的OCV标准差-SOC曲线图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

首先，参考图1描述本发明实施例的锂电池的检测方法的流程。

具体的，本发明实施例的锂电池的检测方法可以包括以下步骤：

a)选择由相同的制备工艺制得的多个锂电池，在预定温度下，将各锂电池按照相同放电倍率从初始荷电状态分别进行放电，各锂电池在每放电预定荷电量后搁置预定时间，分别测量并记录每次搁置后各锂电池的开路电压，继续放电至放电完成。

b)分别计算每次搁置后各锂电池的开路电压的标准差δ。

具体地，通过下述公式计算每次搁置后各锂电池的开路电压的标准差δ：

标准差

δ = \sqrt{\frac{Σ_{n = 1}^{n} {({OCV}_{n} - \overset{&OverBar;}{OCV})}^{2}}{n - 1}}

式中，OCVn表示各次搁置后的开路电压，

表示各开路电压的平均值，n为大于1的整数。

由此，由于考虑了锂电池在放电过程中的动态变化过程，并且在搁置时间内涉及到电池内部欧姆内阻和极化内阻的影响，大大消除了现有检测方法中存在的不足，可以快速简单并有效地检测出多个锂电池的一致性是否合格。

有利地，所述锂电池数目可以选择6-10只。

优选地，根据本发明的一个实施例，选择锂电池数目为8只。该数值既能准确判断各锂电池的一致性是否合格，还可以方便找出不具有一致性的锂电池。

放电时，在预定温度下，将各锂电池按照相同放电倍率从初始荷电状态分别进行放电，各锂电池在每放电预定荷电量后搁置预定时间，分别测量并记录每次搁置后各锂电池的开路电压，继续放电至放电完成，有利地，根据本发明的一个实施例，所述预定温度为-20～50℃。

根据本发明的一个实施例，所述初始荷电状态为100％SOC。

有利地，根据本发明的一个实施例，所述放电倍率为0.5～3C。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述预定荷电量为10％SOC。

根据本发明的一个实施例，所述预定时间为20～120分钟。

接着，通过记录的各次搁置后的开路电压计算各次的开路电压的平均值，然后计算标准差δ。

最后，将各标准差δ与预定值相比较，如果所有标准差δ均小于预定值，则判断所述多个锂电池的一致性合格，如果有一个以上的标准差δ大于等于预定值，则判断各锂电池的一致性不合格。

根据本发明的一个实施例，所述预定值为0.02186。

下面通过具体实施例描述本发明。

实施例1

选取中信国安盟固利生产的由相同的制备工艺制得的动力锂电池8只，分别记为电池1～8。在20℃下，将8只单体锂电池按1C倍率从100％SOC开始放电，每放电10％SOC后搁置30分钟，分别测量并记录每次搁置后各锂电池的开路电压，再继续放电，直至放电完成。

记录得到的8只锂电池在不同SOC下搁置30分钟后的开路电压数据如表1所示。

根据不同SOC下搁置30分钟后的开路电压平均值所得曲线图如图2所示。

此外，按照标准差的计算公式：

标准差

δ = \sqrt{\frac{Σ_{n = 1}^{n} {({OCV}_{n} - \overset{&OverBar;}{OCV})}^{2}}{n - 1}}

计算得到的8只锂电池在不同SOC下的开路电压标准差结果示于表1，根据不同SOC下的开路电压标准差曲线图如图3所示。

表1各锂电池在不同SOC下搁置30分钟后的开路电压(单位/V)及标准差

放电量	电池1	电池2	电池3	电池4	电池5	电池6	电池7	电池8	标准差
										0％	3.3634	3.3423	3.3661	3.3528	3.3401	3.3674	3.3567	3.3454	0.010866
10％	3.5534	3.5494	3.5537	3.5503	3.5471	3.5551	3.5513	3.5498	0.002648
										20％	3.6228	3.6201	3.6238	3.6214	3.6185	3.6249	3.6216	3.6207	0.002062
30％	3.6703	3.6669	3.6703	3.6687	3.6639	3.6714	3.6691	3.6673	0.002404
										40％	3.7034	3.6985	3.7034	3.7011	3.6963	3.7049	3.7022	3.6991	0.002928
50％	3.7459	3.7394	3.7468	3.7422	3.7371	3.7479	3.7428	3.7398	0.003873
										60％	3.8082	3.8017	3.8104	3.8073	3.7996	3.8115	3.8082	3.8022	0.004387
70％	3.8935	3.8904	3.8966	3.8928	3.8891	3.8975	3.8935	3.8912	0.002901
										80％	3.9874	3.9831	3.9884	3.9862	3.9815	3.9893	3.9824	3.9835	0.002969
90％	4.0848	4.0801	4.0851	4.0833	4.0793	4.0869	4.0841	4.0821	0.002583
										100％	4.1861	4.1849	4.1846	4.1855	4.1835	4.1855	4.1859	4.1854	0.000833

参照图2和图3，将表1中各放电量状态下的标准差δ与预定值0.02186相比较可得，在任意放电量状态下，各开路电压标准差均小于预定值0.02186，由此，可以判断本实施例的8只锂电池的一致性合格。

由上述实施例可以得出结论：根据本发明实施例的锂电池的检测方法，由于考虑了锂电池在放电过程中的动态变化过程，并且在搁置时间内涉及到电池内部欧姆内阻和极化内阻的影响，大大消除了现有检测方法中存在的不足，可以快速简单并有效地检测出多个锂电池的一致性是否合格。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种锂电池的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

标准差

δ = \sqrt{\frac{Σ_{n = 1}^{n} {({OCV}_{n} - \overset{&OverBar;}{OCV})}^{2}}{n - 1}}

其中，OCVn表示各次搁置后的开路电压，

表示各开路电压的平均值，n为大于1的整数；以及

2.根据权利要求1所述的锂电池的检测方法，其特征在于，所述预定温度为-20～50℃。

3.根据权利要求1所述的锂电池的检测方法，其特征在于，所述初始荷电状态为100％SOC。

4.根据权利要求1所述的锂电池的检测方法，其特征在于，所述放电倍率为0.5～3C。

5.根据权利要求1所述的锂电池的检测方法，其特征在于，所述预定荷电量为10％SOC。

6.根据权利要求1所述的锂电池的检测方法，其特征在于，所述预定时间为20～120分钟。

7.根据权利要求1所述的锂电池的检测方法，其特征在于，所述预定值为0.02186。