CN109188288A - 一种动力电池自放电检测及分档工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动力电池自放电检测及分档工艺,其步骤如下:对经过化成后的电池进行分容,记录放电容量为C1;对分容后的电池进行高温老化,老化温度为40~80℃,老化时间为3~7天;对高温老化的电池进行容量保持率测试,记录放电容量为C2,计算C2/C1的比值K,通过K值挑选自放电较大的电池并对其余电池进行分档,所述K≤R的电池为自放电大的电池,即不合格电池,将K在R~100之间的电池根据K值分为N档;将分档后的电池按档位进行出库。可快速有效的挑选出自放电较大的电池,在检测的同时将电池分成不同的档,节省了模组配组段的分档工序。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池的筛选及配组,特别是涉及一种锂离子电池自放电检测及配组工艺。
背景技术
锂电池越来越被广泛应用于手机、电动工具等产品上。由于锂电池单体电压及容量较低,因此运用到工具上时必须将多块锂电池串联起来以达到这些工具的使用要求。这就需要这些串联的单体电池的一致性很高。
蓄电池在不与外电路连接时,由内部极化反应引起的电池容量损失,一般称为自放电。以每年或每月损失的容量百分数表示,如各种锂离子电池的自放电都很少,每月约1-2%,金属氢化物电池则较大达每月10%以上。由于生产工艺过程的不确定性,及各种生产过程的不可控,少量存在制造缺陷的电池总是存在,其自放电属性的数值往往超出同批电池数倍,当这些异常电池和正常电池一起串并联用于电路供电时,往往会造成整组供电电路的性能下降。因此要将那些自放电属性异常的电池筛选出。
在锂电池生产工艺中,目前筛选电池的方式有两种:1、电池充电到半电态,储存一段时间后挑选,就是电压平坦的区间挑选,但是电池在这个区间内,电压和容量变化不明显,很难挑选出来,并且所需要的储存时间长;2、电池分容后放完电(放电到2.0或者2.5V),储存一段时间后,检测反弹电压挑选,这种方法储存时间短,可缩短流程时间,但是该方法对产品加工一致性要求较高,电池放电过程由于极化状态不一致会导致一部分电池无法通过反弹电压判断自放电。
专利2014103502724公开了一种锂电池自放电筛选方法,该发明对锂电池进行预充电化成并记录电池总容量C1;将电池进行恒温老化;在常温环境下将老化后的电池采取恒流放电,然后将电池以同样的恒定电流充电,分别记录恒流放电后容量C2及充电后的容量C3;计算容量差δ1=C2-C1,再计算K1=δ1/T1;将K1在合格范围内的直接流转到下一工序;将正常流转电池进行恒温老化;在常温常压下将老化后的电池进行恒流放电,记录完成放电后容量C4;计算δ2=C4-C3,再计算K2=δ2/T2,K2在工艺合格范围内的电池为自放电小的电池,该发明采用在一定时间内电池容量的变化通过两道筛选来有效地挑选出自放电大的锂电池,工艺步骤复杂,筛选时间长。
专利201410801779 7公开了一种铅酸蓄电池化成配组工艺,该发明将完成装配、内化成的电池重复充放电若干次;对电池进行恒压限流充电,在此过程中对电池进行抽酸;抽酸完成后,在注酸口处加盖橡皮帽,将一组电池串联,恒流放电至平均电压达到终止电压,并记录放电时间;将放电时间差小于设定值的电池组归为一档,检测电池电压,将同一档的电池根据电压进行配组;配组完成后,对电池组进行充电,该发明在电压平坦的区间挑选电池,但是电池在这个区间内,电压和容量变化不明显,很难挑选出来,并且所需要的储存时间长。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术之不足而提供的一种能够在短期内挑选出自放电大的电池,避免自放电大的电池配组到电池组中,造成整组电池的不一致,进而提高电池组的使用寿命,在挑选自放电的同时,将电池分档,节省了配组段的分档工序。
为实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为:
一种动力电池自放电检测及分档工艺,其步骤如下:
(1)对经过化成后的电池进行分容,记录放电容量为C1;
(2)对分容后的电池进行高温老化,老化温度为40~80℃,老化时间为3~7天;
(3)对高温老化的电池进行容量保持率测试,记录放电容量为C2,计算C2/C1的比值K,通过K值挑选自放电较大的电池并对其余电池进行分档,所述K≤R的电池为自放电大的电池,即不合格电池,将K在R~100之间的电池根据K值分为N档;
(4)将分档后的电池按档位进行出库。
较佳地,R为85%-95%。
较佳地,N≥2。
较佳地,当动力电池为磷酸铁锂电池时,步骤(1)的分容工艺:将电池搁置5min;以0.3C恒流恒压充电至3.65V,电流至0.05C截止;搁置5min;以0.3C恒流放电至2.0V,容量记为C1;搁置5min;0.3C恒流恒压充电至3.65V,电流至0.05C截止。
较佳地,当动力电池为三元电池时,步骤(1)的分容工艺:将电池搁置5min;以0.3C恒流恒压充电至4.2V,电流至0.05C截止;搁置5min;以0.3C恒流放电至2.8V,容量记为C1;搁置5min;0.3C恒流恒压充电至4.2V,电流至0.05C截止。
较佳地,当动力电池为磷酸铁锂电池时,以0.3C恒流放电至2.0V,容量记为C2。
较佳地,当动力电池为三元电池时,以0.3C恒流放电至2.8V,容量记为C2。
较佳地,步骤(1)和步骤(3)的环境温度相同,均为20~40℃。
本发明的有益效果:可快速有效的挑选出自放电较大的电池,避免自放电较大的电池和正常电池一起串联用于电路供电时,往往会造成整组供电电路的性能下降和不稳定;在检测的同时能将电池分成不同的档,节省了模组配组段的分档工序,同一档次的电池性能接近,使得电池组寿命更长,性能更稳定;检测周期短,方法简单易实现,生产操作方便,提高生产效率。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰,以下结合比较例和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书描述的具体实施例仅是为了解释本发明,并非为了限定本发明。
对比例1(源自专利2014103502724)
(1)注完电解液的电池静置一定时间后开始预充电化成,记录预充电化成后电池总容量C1 ,;
( 2 )将预充电化成后的电池放置于48-52℃的恒温常压车间老化,老化时间T1为2-3天;
( 3 )老化时间到后,将电池取出在常温常压下放置一定时间使电池温度充分降至常温状态下;
( 4 )在常温环境下将该电池采取恒流放电至其电压值为V1后停止,然后将电池以同样的恒定电流充电至截止电压为V2、截止电流为I时停止;然后同时分别记录恒流放电后容量C2及充电后的容量C3;
( 5 )计算容量差δ1=C2-C1,再依据老化时间计算容量随时间的变化值K1=δ1/T1;
将K1超出工艺技术要求的电池挑出单独流转并作降级处理,K1在合格范围内的直接流转到下一工序;
( 6 )将正常流转电池再次放入48-52℃的恒温常压车间内搁置T2时长老化,T2范围为2-3天;
( 7 )T2时间到后,将电池取出在常温常压下放置一定时间使电池温度充分降至常温状态下;
( 8 )将此电池再进行恒流放电,放电工艺与步骤( 4 )中放电工艺相同,记录完成放电后容量C4;
( 9 )计算容量差δ2=C4-C3,再依据搁置时间计算容量随时间的变化值K2=δ2/T2;将K2超出工艺技术要求的电池挑出单独流转并作降级处理,K2在工艺合格范围内的电池为自放电小的电池。
实施例1
本发明提供一种动力电池自放电检测及分档工艺,其具体包括以下步骤:
(1)对经过化成后的电池进行分容,记录放电容量为C1;
(2)对分容后的电池进行高温老化,老化温度为40~80℃,老化时间为3~7天;
(3)对高温老化的电池进行容量保持率测试,记录放电容量为C2,计算C2/C1的比值K,通过K值挑选自放电较大的电池并对其余电池进行分档,所述K≤R的电池为自放电大的电池,即不合格电池,将K在R~100之间的电池根据K值分为N档;
(4)将分档后的电池按档位进行出库。
其中R为85%-95%。
其中N≥2。
其中当动力电池为磷酸铁锂电池时,步骤(1)的分容工艺:将电池搁置5min;以0.3C恒流恒压充电至3.65V,电流至0.05C截止;搁置5min;以0.3C恒流放电至2.0V,容量记为C1;搁置5min;0.3C恒流恒压充电至3.65V,电流至0.05C截止。
其中当动力电池为三元电池时,步骤(1)的分容工艺:将电池搁置5min;以0.3C恒流恒压充电至4.2V,电流至0.05C截止;搁置5min;以0.3C恒流放电至2.8V,容量记为C1;搁置5min;0.3C恒流恒压充电至4.2V,电流至0.05C截止。
其中当动力电池为磷酸铁锂电池时,以0.3C恒流放电至2.0V,容量记为C2。
其中当动力电池为三元电池时,以0.3C恒流放电至2.8V,容量记为C2。
其中步骤(1)和步骤(3)的环境温度相同,均为20~40℃。
对比比较例1和实施例1可以看出,采用本发明工艺步骤少,操作简单,不需要通过两道筛选就能有效地挑选出自放电大的锂电池,可以缩短检测时间,而且测量结果更加可靠,实用高效,测试准确有效,大大提高了产品质量,避免自放电大电池影响整组电池的一致性,从而延长了电池组的使用寿命。
对比例2(源自专利2014108017797)
(1)将完成装配、内化成的电池重复充放电若干次;
(2)对电池进行恒压限流充电,在此过程中对电池进行抽酸;
(3)抽酸完成后,在注酸口处加盖橡皮帽,将一组电池串联,恒流放电至平均电压达到终止电压,并记录放电时间;
(4)将放电时间差小于设定值的电池组归为一档,检测电池电压,将同一档的电池根据电压进行配组;
(5)配组完成后,对电池组进行充电,
所述内化成包括:
(1)0 .02C~0 .05C安培充电1h~2h,结束后静置0 .5h;
(2)0 .20C~0 .30C安培充电2h~3h,结束后静置2h;
(3)0 .25C~0 .30C安培充电2h~3h,0 .15C~0 .20C安培充电9h~10,结束后静置2h;
(4)0 .10C~0 .15C安培充电3h~4h,
所述设定值为40s。
实施例2
(1)对经过化成后的电池进行分容,记录放电容量为C1;
(2)对分容后的电池进行高温老化,老化温度为40~80℃,老化时间为3~7天;
(3)对高温老化的电池进行容量保持率测试,记录放电容量为C2,计算C2/C1的比值K,通过K值挑选自放电较大的电池并对其余电池进行分档,所述K≤R的电池为自放电大的电池,即不合格电池,将K在R~100之间的电池根据K值分为N档;
(4)将分档后的电池按档位进行出库。
其中R为85%-95%。
其中N≥2。
其中当动力电池为磷酸铁锂电池时,步骤(1)的分容工艺:将电池搁置5min;以0.3C恒流恒压充电至3.65V,电流至0.05C截止;搁置5min;以0.3C恒流放电至2.0V,容量记为C1;搁置5min;0.3C恒流恒压充电至3.65V,电流至0.05C截止。
其中当动力电池为三元电池时,步骤(1)的分容工艺:将电池搁置5min;以0.3C恒流恒压充电至4.2V,电流至0.05C截止;搁置5min;以0.3C恒流放电至2.8V,容量记为C1;搁置5min;0.3C恒流恒压充电至4.2V,电流至0.05C截止。
其中当动力电池为磷酸铁锂电池时,以0.3C恒流放电至2.0V,容量记为C2。
其中当动力电池为三元电池时,以0.3C恒流放电至2.8V,容量记为C2。
其中步骤(1)和步骤(3)的环境温度相同,均为20~40℃。
对比比较例2和实施例2可以看出,该对比例在电压平坦的区间挑选电池,但是电池在这个区间内,电压和容量变化不明显,很难挑选出来,并且所需要的储存时间长。本发明是根据电池经老化前后放电容量的比值来筛选电池,工艺少,操作简单,可以缩短检测时间,而且测量结果更加可靠,实用高效,测试准确有效,大大提高了产品质量,避免自放电大电池影响整组电池的一致性,从而延长了电池组的使用寿命。
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域得到技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改,因此,本发明并不是局限于上述的具体实施方式,凡是本领域技术人员在本发明的基础上所做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种动力电池自放电检测及分档工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)对经过化成后的电池进行分容,记录放电容量为C1;
(2)对分容后的电池进行高温老化,老化温度为40~80℃,老化时间为3~7天;
(3)对高温老化的电池进行容量保持率测试,记录放电容量为C2,计算C2/C1的比值K,通过K值挑选自放电较大的电池并对其余电池进行分档,所述K≤R的电池为自放电大的电池,即不合格电池,将K在R~100之间的电池根据K值分为N档;
(4)将分档后的电池按档位进行出库。
2.如权利要求1所述的动力电池自放电检测及分档工艺,其特征在于,所述R为85%-95%。
3.如权利要求1所述的动力电池自放电检测及分档工艺,其特征在于,所述N≥2。
4.如权利要求1所述的动力电池自放电检测及分档工艺,其特征在于,当动力电池为磷酸铁锂电池时,所述步骤(1)的分容工艺:将电池搁置5min;以0.3C恒流恒压充电至3.65V,电流至0.05C截止;搁置5min;以0.3C恒流放电至2.0V,容量记为C1;搁置5min;0.3C恒流恒压充电至3.65V,电流至0.05C截止。
5.如权利要求1所述的动力电池自放电检测及分档工艺,其特征在于,当动力电池为三元电池时,所述步骤(1)的分容工艺:将电池搁置5min;以0.3C恒流恒压充电至4.2V,电流至0.05C截止;搁置5min;以0.3C恒流放电至2.8V,容量记为C1;搁置5min;0.3C恒流恒压充电至4.2V,电流至0.05C截止。
6.如权利要求1所述的动力电池自放电检测及分档工艺,其特征在于,当动力电池为磷酸铁锂电池时,以0.3C恒流放电至2.0V,容量记为C2。
7.如权利要求1所述的动力电池自放电检测及分档工艺,其特征在于,当动力电池为三元电池时,以0.3C恒流放电至2.8V,容量记为C2。
8.如权利要求1所述的动力电池自放电检测及分档工艺,其特征在于,所述步骤(1)和步骤(3)的环境温度相同,均为20~40℃。
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