CN108461858B - 一种钛酸锂电池梯次利用的筛选方法 - Google Patents

一种钛酸锂电池梯次利用的筛选方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钛酸锂电池梯次利用的筛选方法，该筛选方法包括外观检测、室温充电测试、室温直流内阻测试、高温放电测试、室温直流内阻测试、低温放电测试、室温直流内阻测试等步骤。本发明同现有技术相比，充分考虑了钛酸锂电池与铁锂电池、三元电池的区别，充分利用了钛酸锂电池的性能优势，忽略了对容量、寿命、安全性等方面的评测，基于钛酸锂电池的高倍率性能、低温倍率性能差、高温胀气现象严重等三方面，以及从PACK级别到单体级别的一致性问题，对钛酸锂电池***进行梯次筛选。此外，本发明所述的钛酸锂电池梯次利用的筛选方法，简单可行，操作性高，为钛酸锂电池的梯次利用提供了一条可行性的方法。

Description

一种钛酸锂电池梯次利用的筛选方法
[技术领域]
本发明涉及锂电池梯次利用领域，具体地说是一种钛酸锂电池梯次利用的筛选方法。
[背景技术]
钛酸锂电池的特性在于低容量、高倍率、长寿命，正是由于这几大特征，使得钛酸锂电池非常适用于高功率应用场合，包括公交大巴等公路用车，以及港口吊车、矿用车以及挖掘机等非公路用车，调频调峰、削峰填谷等电力储能领域。钛酸锂电池会随着应用面的扩大，使用量也会越来越大。这就需要关注到钛酸锂在性能衰减后的后处理，包括梯次利用和回收再处理。
钛酸锂电池由于负极材料采用零应变的钛酸锂材料，不会有锂枝晶的产生，因此安全性上大大的提高了。而钛酸锂本身容量只有70～90Wh/kg，因此能量密度不高，如果要进行钛酸锂电池的梯次利用，那么能量密度为考核指标之一就显得不那么重要了。因为钛酸锂电池的主要特性在于高倍率，因此在考察钛酸锂的梯次利用的可行性的时候，所筛选的指标就必须要包含倍率性能。
由于尚未有相关专利公布对钛酸锂梯次利用方面的技术信息，中文文献《退役钛酸锂电池梯次用于储能的可行性研究》中表明钛酸锂电池在使用前后，安全性、容量、直流内阻和资方的以及循环寿命均差异不大，但是未表明采用何种技术指标来评测钛酸锂电池可用于梯次利用。因此，钛酸锂在高温和高压下易胀气，和在低温下倍率性能不好的两个特征，正好可以用于表征钛酸锂电池的核心性能。
[发明内容]
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种钛酸锂电池梯次利用的筛选方法，主要是基于钛酸锂电池的高低温倍率及其测试前后的直流内阻来判定钛酸锂电池梯次利用中的筛选，该方法简单可行，操作性高。
为实现上述目的设计一种钛酸锂电池梯次利用的筛选方法，包括以下步骤：
1)外观检测：将废旧钛酸锂电池***检查外观，查看是否有漏液漏气异常现象，将有异常现象的钛酸锂电池***做回收处理，将外观完好的钛酸锂电池***进入下一步操作；
2)室温充电测试：将步骤1)外观完好的废旧钛酸锂电池***在室温下以1C电流倍率充电至额定电压后转为恒压充电，直至充电电流小于0.05C，将其静置1h；再查看钛酸锂电池***每个单体电池的充电截止电压，如果有任一单体电池的充电截止电压低于额定充电截止电压的80％或者高于额定充电截止电压的110％，则将该钛酸锂电池***做回收处理；如果所有的单体电池的充电截止电压均高于单体电池额定电压的80％且低于额定充电截止电压的110％，则将该钛酸锂电池***进入下一步操作；
3)室温直流内阻测试：将步骤2)所得未做回收处理的钛酸锂电池***在室温下测试其直流内阻，并记录；比较其内阻值与额定内阻之间的差值，如果钛酸锂电池***的内阻值不低于额定内阻的120％，则将该钛酸锂电池***做回收处理；如果钛酸锂电池***的内阻值低于额定内阻的120％，则将该钛酸锂电池***进入下一步操作；
4)高温放电测试：将步骤3)所得未做回收处理的钛酸锂电池***置于60℃的高低温环境箱中6h，然后以5C放电倍率放电至截至电压，再将其自然降温至室温，并在室温环境下静置1h；查看钛酸锂电池***每个单体电池的放电终止电压，如果有任一单体电池的放电终止电压低于额定放电终止电压的80％或者高于额定放电终止电压的110％，则将该钛酸锂电池***做回收处理；如果所有的单体电池的放电终止电压均高于单体电池额定放电终止电压的80％且低于额定放电截止电压的110％，则将该钛酸锂电池***进入下一步操作；
5)室温直流内阻测试：将步骤4)所得未做回收处理的钛酸锂电池***在室温下测试其直流内阻，并记录；比较其内阻值与额定内阻之间的差值，如果钛酸锂电池***的内阻值不低于额定内阻的120％，则将该钛酸锂电池***做回收处理；如果钛酸锂电池***的内阻值低于额定内阻的120％，则将该钛酸锂电池***进入下一步操作；
6)低温放电测试：将步骤5)所得未做回收处理的钛酸锂电池***在室温下以1C电流倍率充电至额定电压后转为恒压充电，直至充电电流小于0.05C，将其静置1h；然后将钛酸锂电池***置于-30℃的高低温环境箱中24h，再以5C放电倍率放电至截至电压，然后将其自然降温至室温，并在室温环境下静置1h；查看钛酸锂电池***每个单体电池的放电终止电压，如果有任一单体电池的放电终止电压低于额定放电终止电压的80％或者高于额定放电终止电压的110％，则将该钛酸锂电池***做回收处理；如果所有的单体电池的放电终止电压均高于单体电池额定放电终止电压的80％且低于额定放电截止电压的110％，则将该钛酸锂电池***进入下一步操作；
7)室温直流内阻测试：将步骤6)所得未做回收处理的钛酸锂电池***在室温下测试其直流内阻，并记录；比较其内阻值与额定内阻之间的差值，如果钛酸锂电池***的内阻值不低于额定内阻的120％，则将该钛酸锂电池***做回收处理；如果钛酸锂电池***的内阻值低于额定内阻的120％，则将该钛酸锂电池***进入下一步操作；
8)重新组装梯次利用：将步骤7)获得的未做回收处理的钛酸锂电池***重新装配，进行梯次利用。
本发明同现有技术相比，充分考虑了钛酸锂电池与铁锂电池、三元电池的区别，充分利用了钛酸锂电池的性能优势，忽略了对容量、寿命、安全性等方面的评测，基于钛酸锂电池的高倍率性能、低温倍率性能差、高温胀气现象严重等三方面，以及从PACK级别到单体级别的一致性问题，对钛酸锂电池***进行梯次筛选，该方法简单可行，操作性高，为钛酸锂电池的梯次利用提供了一条可行性的方法，值得推广应用。
[附图说明]
图1是本发明的操作流程示意图。
[具体实施方式]
下面结合附图及具体实施例对本发明作以下进一步说明：
实施例
一种钛酸锂电池梯次利用的筛选方法，包括外观检测、室温充电测试、室温直流内阻测试、高温放电测试、室温直流内阻测试、低温放电测试、室温直流内阻测试等步骤。其中：
1、外观检测
将废旧钛酸锂电池***检查外观，及是否有漏液漏气等现象。将有异常现象的钛酸锂电池***做回收处理，将完好的钛酸锂电池***进入下一步操作。
2、室温充电测试
将废旧钛酸锂电池***在室温下以1C电流倍率充电至额定电压后转为恒压充电，直至充电电流小于0.05C，将其静置1h；
查看测试后的钛酸锂电池***每个单体电池的充电截止电压，如果有任一单体电池的充电截止电压低于额定充电截止电压的80％或者高于额定充电截止电压的110％，则将其钛酸锂电池***做回收处理；如果所有的单体电池的充电截止电压均高于单体电池额定电压的80％且低于额定充电截止电压的110％，则将其钛酸锂电池***进入下一步操作。
3、室温直流内阻测试
将从上一步得来的钛酸锂电池***在室温下测试其直流内阻，并记录；
比较其内阻值与额定内阻之间的差值，如果钛酸锂电池***的内阻值不低于额定内阻的120％，则将其钛酸锂电池***做回收处理；如果钛酸锂电池***的内阻值低于额定内阻的120％，则将其钛酸锂电池***进入下一步操作。
4、高温放电测试
将钛酸锂电池***置于60℃的高低温环境箱中6h，然后以5C放电倍率放电至截至电压，然后将自然降温至室温，并在室温环境下静置1h；
查看测试后的钛酸锂电池***每个单体电池的放电终止电压，如果有任一单体电池的放电终止电压低于额定放电终止电压的80％或者高于额定放电终止电压的110％，则将其钛酸锂电池***做回收处理；如果所有的单体电池的放电终止电压均高于单体电池额定放电终止电压的80％且低于额定放电截止电压的110％，则将其钛酸锂电池***进入下一步操作。
5、室温直流内阻测试
将钛酸锂电池***的在室温下测试其直流内阻，并记录；
比较其内阻值与额定内阻之间的差值，如果钛酸锂电池***的内阻值不低于额定内阻的120％，则将其钛酸锂电池***做回收处理；如果钛酸锂电池***的内阻值低于额定内阻的120％，则将其钛酸锂电池***进入下一步操作。
6、低温放电测试
将钛酸锂电池***在室温下以1C电流倍率充电至额定电压后转为恒压充电，直至充电电流小于0.05C，将其静置1h；然后将钛酸锂电池***置于-30℃的高低温环境箱中24h，再以5C放电倍率放电至截至电压，然后将自然降温至室温，并在室温环境下静置1h；
查看测试后的钛酸锂电池***每个单体电池的放电终止电压，如果有任一单体电池的放电终止电压低于额定放电终止电压的80％或者高于额定放电终止电压的110％，则将其钛酸锂电池***做回收处理；如果所有的单体电池的放电终止电压均高于单体电池额定放电终止电压的80％且低于额定放电截止电压的110％，则将其钛酸锂电池***进入下一步操作。
7、室温直流内阻测试
将钛酸锂电池***的在室温下测试其直流内阻，并记录；
比较其内阻值与额定内阻之间的差值，如果钛酸锂电池***的内阻值不低于额定内阻的120％，则将其钛酸锂电池***做回收处理；如果钛酸锂电池***的内阻值低于额定内阻的120％，则将其钛酸锂电池***进入下一步操作。
8、重新组装梯次利用
将获得的钛酸锂电池***重新装配(包括进行更换BMS等)进行梯次利用。
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种钛酸锂电池梯次利用的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)外观检测：将废旧钛酸锂电池***检查外观，查看是否有漏液漏气异常现象，将有异常现象的钛酸锂电池***做回收处理，将外观完好的钛酸锂电池***进入下一步操作；
2)室温充电测试：将步骤1)外观完好的废旧钛酸锂电池***在室温下以1C电流倍率充电至额定电压后转为恒压充电，直至充电电流小于0.05C，将其静置1h；再查看钛酸锂电池***每个单体电池的充电截止电压，如果有任一单体电池的充电截止电压低于额定充电截止电压的80％或者高于额定充电截止电压的110％，则将该钛酸锂电池***做回收处理；如果所有的单体电池的充电截止电压均高于单体电池额定电压的80％且低于额定充电截止电压的110％，则将该钛酸锂电池***进入下一步操作；
3)室温直流内阻测试：将步骤2)所得未做回收处理的钛酸锂电池***在室温下测试其直流内阻，并记录；比较其内阻值与额定内阻之间的差值，如果钛酸锂电池***的内阻值不低于额定内阻的120％，则将该钛酸锂电池***做回收处理；如果钛酸锂电池***的内阻值低于额定内阻的120％，则将该钛酸锂电池***进入下一步操作；
4)高温放电测试：将步骤3)所得未做回收处理的钛酸锂电池***置于60℃的高低温环境箱中6h，然后以5C放电倍率放电至截至电压，再将其自然降温至室温，并在室温环境下静置1h；查看钛酸锂电池***每个单体电池的放电终止电压，如果有任一单体电池的放电终止电压低于额定放电终止电压的80％或者高于额定放电终止电压的110％，则将该钛酸锂电池***做回收处理；如果所有的单体电池的放电终止电压均高于单体电池额定放电终止电压的80％且低于额定放电截止电压的110％，则将该钛酸锂电池***进入下一步操作；
5)室温直流内阻测试：将步骤4)所得未做回收处理的钛酸锂电池***在室温下测试其直流内阻，并记录；比较其内阻值与额定内阻之间的差值，如果钛酸锂电池***的内阻值不低于额定内阻的120％，则将该钛酸锂电池***做回收处理；如果钛酸锂电池***的内阻值低于额定内阻的120％，则将该钛酸锂电池***进入下一步操作；
6)低温放电测试：将步骤5)所得未做回收处理的钛酸锂电池***在室温下以1C电流倍率充电至额定电压后转为恒压充电，直至充电电流小于0.05C，将其静置1h；然后将钛酸锂电池***置于-30℃的高低温环境箱中24h，再以5C放电倍率放电至截至电压，然后将其自然降温至室温，并在室温环境下静置1h；查看钛酸锂电池***每个单体电池的放电终止电压，如果有任一单体电池的放电终止电压低于额定放电终止电压的80％或者高于额定放电终止电压的110％，则将该钛酸锂电池***做回收处理；如果所有的单体电池的放电终止电压均高于单体电池额定放电终止电压的80％且低于额定放电截止电压的110％，则将该钛酸锂电池***进入下一步操作；
7)室温直流内阻测试：将步骤6)所得未做回收处理的钛酸锂电池***在室温下测试其直流内阻，并记录；比较其内阻值与额定内阻之间的差值，如果钛酸锂电池***的内阻值不低于额定内阻的120％，则将该钛酸锂电池***做回收处理；如果钛酸锂电池***的内阻值低于额定内阻的120％，则将该钛酸锂电池***进入下一步操作；
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