CN107528091A - 一种锂离子电池智能化成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锂离子电池智能化成方法，通过在化成的过程中检测电池的参数，根据电池的情况制定化成中的电流和电压的相关参数，从而针对每个电池的内部情况制定化成工序，降低化成过程中的劣品产生率，并且提高了锂离子电池的性能。本发明提供的方法，提高了化成锂离子电池的合格品率，以及锂离子电池的寿命性能，降低了生产成本。

Description

一种锂离子电池智能化成方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池智能化成方法。
背景技术
随着锂离子电池技术的快速发展，锂离子电池作为动力、储能电源亦开始得到大量应用。对于大功率的动力电源，通常将若干个单体电池串联或并联形成电池组，共同工作，而电池组中任意单体电池的功能性失效，均会导致整个电池组的功能性失效，甚至会引发电池的安全性失控等问题。由于电池在生产过程中每个电池的生产工艺不可能完全相同，因此每个电池具体情况也存在细微区别，尤其是电池生产过程中的化成工艺对单体电池的性能也具有较大的影响。而现有的化成方法对同一批次的电池都采用相同的化成方式，并没有考虑到电池之间的区别，因此，导致次品率较高，生产成本难以缩减，电池的一致性差。
发明内容
本发明提供了一种锂离子电池智能化成方法，通过在化成的过程中检测电池的参数，根据电池的情况制定化成中的电流和电压的相关参数，从而针对每个电池的内部情况制定化成工序，降低化成过程中的劣品产生率，并且提高了锂离子电池的性能。本发明提供的方法，提高了化成锂离子电池的合格品率，以及锂离子电池的寿命性能，降低了生产成本。
具体的方案如下：
一种锂离子电池智能化成方法，其中包括以下步骤：
1)、将锂离子电池以第一电流充电至第一截止电压，所述第一截止电压为3.6-3.7V；
2)、以高于第一电流的第二电流充电至第二截止电压，所述第二截止电压为4.2-4.3V；
3)、以高于第二电流的第三电流放电至第三截止电压，所述第三截止电压为2.7-2.8V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至第四截止电压，所述第四截止电压满足下式：
第四截止电压＝第三截止电压-k*(单体电池温度/温度平均值-1)，所述k为温度调整系数，k为0.1-0.8；
6)、将放电至第三截止电压和第四截止电压的电池，在所述截止电压附近进行正负交替脉冲电流循环若干次，所述正脉冲电流和负脉冲电流的大小相同，脉冲作用时间相同；
7)、以第三电流充电至第二截止电压，然后所述电池以第三电流在第二截止电压和第三截止电压之间循环若干次，检测电池容量，按照电池容量将电池分档。
进一步的，所述第一电流为0.05-0.1C。
进一步的，所述第二电流为0.1-0.5C。
进一步的，所述第三电流为1-2C。
进一步的，所述步骤6中正负交替脉冲电流循环3-20次，脉冲电流为0.1-0.2C，脉冲作用时间为10-60s，间隔10-20s。
进一步的，所述步骤7中循环2-5次。
本发明具有如下有益效果：
1、以小电流在化成初期进行电池激活，激活后再加大电流充电，防止活性物质的晶格崩塌；
2、以大电流放电，根据不同电池的放热量不同，加大单体电池之间的温度差，从而筛选出不同情况的电池；
3、根据电池的不同情况，采用不同的过放电激活程序，对内阻大温度高的电池采用较大强度的过放电激活程序，使得化成后的电池一致性高；
4、在过放电位下采用脉冲电流激活，降低电池内阻；
5、激活后，循环若干次使得电池的内部情况稳定，再根据容量筛选分组，从而得到一致性高的电池。
本发明通过上述方案，针对每个单体电池的具体情况制定相应的化成激活模式，从而提高合格电池的产率，提高电池性能，降低成本。
具体实施方式
本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
实施例1
1)、将锂离子电池以0.05C充电至3.6V；
2)、以0.1C充电至4.2V；
3)、以1C放电至2.7V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至截止电压：
截止电压＝2.7-0.1*(单体电池温度/温度平均值-1)；
6)、将所有的电池在其所在电压附近进行正负交替脉冲电流循环3次，所述正脉冲电流和负脉冲电流的大小相同为0.1C，脉冲作用时间相同为10s，间隔0s；
7)、以1C将电池充电至4.2V，然后所述电池以同样的电流在4.2-2.7V之间循环2次，检测电池容量，按照电池容量将电池分档。
实施例2
1)、将锂离子电池以0.1C充电至3.7V；
2)、以0.5C充电至4.3V；
3)、以2C放电至2.8V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至截止电压：
截止电压＝2.8-0.8*(单体电池温度/温度平均值-1)；
6)、将所有的电池在其所在电压附近进行正负交替脉冲电流循环20次，所述正脉冲电流和负脉冲电流的大小相同为0.2C，脉冲作用时间相同为60s，间隔20s；
7)、以2C将电池充电至4.3V，然后所述电池以同样的电流在4.3-2.8V之间循环5次，检测电池容量，按照电池容量将电池分档。
实施例3
1)、将锂离子电池以0.08C充电至3.6V；
2)、以0.2C充电至4.2V；
3)、以1.5C放电至2.7V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至截止电压，截止电压满足下式：
截止电压＝2.7-0.5*(单体电池温度/温度平均值-1)；
6)、将所有的电池在其所在电压附近进行正负交替脉冲电流循环10次，所述正脉冲电流和负脉冲电流的大小相同为0.2C，脉冲作用时间相同为30s，间隔10s；
7)、以1.5C将电池充电至4.2V，然后所述电池以同样的电流在4.2-2.7V之间循环4次，检测电池容量，按照电池容量将电池分档。
实施例4
1)、将锂离子电池以0.06C充电至3.65V；
2)、以0.3C充电至4.25V；
3)、以2C放电至2.75V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至截止电压，截止电压满足下式：
截止电压＝2.75-0.3*(单体电池温度/温度平均值-1)；
6)、将所有的电池在其所在电压附近进行正负交替脉冲电流循环15次，所述正脉冲电流和负脉冲电流的大小相同为0.15C，脉冲作用时间相同为20s，间隔10s；
7)、以2C将电池充电至4.25V，然后所述电池以同样的电流在4.25-2.75V之间循环5次，检测电池容量，按照电池容量将电池分档。
实施例5
1)、将锂离子电池以0.1C充电至3.6V；
2)、以0.4C充电至4.3V；
3)、以2C放电至2.7V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至截止电压，截止电压满足下式：
截止电压＝2.7-0.2*(单体电池温度/温度平均值-1)；
6)、将所有的电池在其所在电压附近进行正负交替脉冲电流循环10次，所述正脉冲电流和负脉冲电流的大小相同为0.2C，脉冲作用时间相同为40s，间隔20s；
7)、以2C将电池充电至4.3V，然后所述电池以同样的电流在4.3-2.7V之间循环5次，检测电池容量，按照电池容量将电池分档。
比较例1
以0.2C在4.2V和2.7V之间循环5次，检测电池容量，按照电池容量将电池分档。
测试与结果
将每组1000个的五组电池分别采用实施例1-5，比较例1的方法化成，记录次品个数，然后分别取实施例和比较例化成后的同一档中的20个合格品组成电池组，以1C的电流进行充放电循环，记录电池组的使用寿命。可见，采用本发明实施例的方法，降低了次品率，并且提高了成品电池的运行寿命。
表1
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，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种锂离子电池智能化成方法，其中包括以下步骤：
1)、将锂离子电池以第一电流充电至第一截止电压，所述第一截止电压为3.6-3.7V；
2)、以高于第一电流的第二电流充电至第二截止电压，所述第二截止电压为4.2-4.3V；
3)、以高于第二电流的第三电流放电至第三截止电压，所述第三截止电压为2.7-2.8V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至第四截止电压，所述第四截止电压满足下式：
第四截止电压＝第三截止电压-k*(单体电池温度/温度平均值-1)，所述k为温度调整系数，k为0.1-0.8；
6)、将放电至第三截止电压和第四截止电压的电池，在所述截止电压附近进行正负交替脉冲电流循环若干次，所述正脉冲电流和负脉冲电流的大小相同，脉冲作用时间相同；
7)、以第三电流充电至第二截止电压，然后所述电池以第三电流在第二截止电压和第三截止电压之间循环若干次，检测电池容量，按照电池容量将电池分档。
2.如权利要求1所述的方法，所述第一电流为0.05-0.1C。
3.如权利要求1所述的方法，所述第二电流为0.1-0.5C。
4.如权利要求1所述的方法，所述第三电流为1-2C。
5.如权利要求1所述的方法，所述步骤6中正负交替脉冲电流循环3-20次，脉冲电流为0.1-0.2C，脉冲作用时间为10-60s，间隔0-20s。
6.如权利要求1所述的方法，所述步骤7中循环2-5次。
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