CN113533981A - 锂离子电池自放电检测方法、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂离子电池自放电检测方法、设备及计算机可读存储介质，本发明的锂离子电池自放电检测方法通过获取分容放电后静置状态下的锂离子电池，于单位时间内的开路电压反弹变化率K，以判断所述锂离子电池的自放电状况。本发明所述的锂离子电池自放电检测方法，可有效提高锂离子电池的检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池检测方法技术领域，特别涉及一种锂离子电池自放电检测方法，此外，本发明还涉及一种锂离子电池自放电检测设备，同时，本发明还涉及一种计算机可读存储介质。
背景技术
目前锂离子电池应用广泛，尤其是应用于车辆行业。而对于锂离子电池，常以电池组的形式进行使用。电池组的容量和寿命不仅与每一个单个电池有关，更与每个电池之间的一致性有关，不好的一致性将会极大拖累电池组的表现。
自放电的一致与否是评价电池组安全性的重要指标，自放电不一致的电池在一段时间储存之后，其荷电状态会产生较大的差异，会极大地影响它的容量和安全性。
自放电异常的电池的外部表现是它在静置或其他状态下自行放电速度大于正常电池，原因是电池的内部形成了微短路，且因电池内部的微短路，正负极之间漏电电流大于正常电池，单位时间内电压下降更快，容量损失更大等，因此如何筛选出自放电异常的电池成了一个难题。
如图1所示，现有的检测方法是：通过分容放电结束后，先搁置一段时间，然后充电至一定电压，然后常温静置，通过电压的变化来计算电压降低变化率。
具体步骤为：对电池进行分容放电，分容放电结束后对电池进行充电，充电结束后，常温静置时间t1，然后测开路电压OCV1，随后再次常温静置时间t2，再测量开路电压OCV2，则电压降低变化率K＝(OCV1-OCV2)/t2，通过K值来判断电芯自放电的好坏。
然而，该技术主要有以下三个缺点：
(1)分容放电结束后需要充电至指定的电压，这个过程需要消耗一定的时间，降低了检测效率。
(2)基于锂电池充放电特性，因此充电结束后，需要长时间的常温静置才能消除极化，然后才能测试OCV1，这样会大大增加库房占地面积，同时也降低了生产效率。
(3)充电结束后，由于极化现象导致电池电压持续下降很长一段时间，在这个阶段测自放电会掩盖电池由于微短路引起的电压下降，导致检测不准确。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种锂离子电池自放电检测方法，以提高对锂离子电池的检测效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种锂离子电池自放电检测方法，该方法通过获取分容放电后静置状态下的锂离子电池，于单位时间内的开路电压反弹变化率K，以判断所述锂离子电池的自放电状况。
进一步的，该方法包括以下步骤：
获取分容放电后静置状态下的锂离子电池的起始开路电压OCV2；
获取静置时间t后的锂离子电池的终止开路电压OCV3；
获取所述锂离子电池的开路电压反弹变化率K，K＝(OCV3-OCV2)/t；
依据K值判断所述锂离子电池自放电的状况。
进一步的，该方法还包括控制所述锂离子电池分容放电截止电压OCV1的控制步骤。
进一步的，所述锂离子电池的电芯采用三元材料制成时，控制分容放电的截止电压OCV1为2.8V；所述锂离子电池的电芯采用磷酸铁锂材料制成时，控制分容放电的截止电压OCV1为2.0V。
进一步的，所述锂离子电池于常温下静置。
进一步的，所述锂离子电池静置的单位时间为2～7天。
进一步的，所述该方法可用于对多块所述锂离子电池进行自放电检测。
进一步的，根据所述开路电压反弹变化率K，判断所述锂离子电池的自放电状况包括：
依据获取的各所述锂离子电池的开路电压反弹变化率K，计算所有锂离子电池的电压反弹变化率K的平均值K0，以及计算所有所述锂离子电池的电压反弹变化率K的标准差σ；
当所述锂离子电池的电压反弹变化率K<K0-3σ时，判断该锂离子电池自放电不合格，当所述锂离子电池的电压反弹变化率K≥K0-3σ时，判断该锂离子电池自放电合格。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
(1)本发明所述的锂离子电池自放电检测方法，通过以锂离子电池的开路电压反弹变化率来判断锂离子电池自放电状况的方法，可有效提高锂离子电池的检测效率。
(2)通过使用本方法，可便捷的求出各锂离子电池的电压反弹变化率，便于对其自放电合格与否的评判。
(3)通过对电池分容放电，可减少电池的极化现象时间，有利于减少电池的检测时间。
(4)2.8V为电芯采用三元材料制成的锂离子电池放空电量的电压，2.0V为电芯采用磷酸锂铁材料制成的锂离子电池放空电量的电压，使得电池分容放电的截止电压为放空电的电压，将电池的电量放空为对电池容量检测的方法，从可将对锂离子电池的自放电的检测放在对电池的容量检测之后，节省分容放电的时间。
(5)常温静置，对节省能源和节省检测时间具有最好的综合效果。
(6)锂离子电池静置的单位时间内，使得电池的电压充分反弹，能够更好地计算电池的电压反弹变化率。
(7)因为平价电池的自放电的好坏需要依据方差等数据，所以需要大量的数据，所以本方法适用于对多块电池进行检测。
(8)根绝大量数据综合考量，依据各电池的电压反弹变化率K值与K值的平均值和K的方差之间的关系，最能够体现出该批次电池的自放电的一致性。
本发明的另一目的在于提出一种锂离子电池自放电检测设备，包括电压测量装置和计算机，所述电压测量装置的测量数据可输出给所述计算机并存储，于所述计算机中存储有计算机程序，所述计算机执行所述计算机程序时实现上述锂离子电池自放电检测方法的步骤。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的锂离子电池自放电检测设备首先可储存监测数据，防止因静置的时间较长造成的数据丢失的问题；其次，该设备方面可自动计算锂离子电池的电压反弹变化率，并判断电池的自放电合格与否，便于使用，有效提高检测效率。
本发明的又一目的在于提出一种算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机执行时，实现上述的锂离子电池自放电检测方法的步骤。
本发明一方面可使得前述的计算机程序更便于携带使用，另一方面可便于前述的锂离子电池自放电检测方法的推广。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明背景技术所述的自放电检测示意图；
图2为本发明实施例所述的自放电检测示意图；
图3为本发明实施例三所述的锂离子电池自放电检测设备示意图。
附图标记说明：
1、电压测量装置；2、计算机。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明涉及一种锂离子电池自放电检测方法，通过获取分容放电后静置状态下的锂离子电池，于单位时间内的开路电压反弹变化率K，以判断所述锂离子电池的自放电状况，可有效提高锂离子电池的检测效率。
该方法的具体操作步骤包括：
第一步，将待检测的锂离子电池进行分容放电，分容放电的截止电压为OCV1；
第二步，将锂离子电池静置2天；
第三步，测量电池的开路电压OCV2，继续静置锂离子电池2天后，测量电池的开路电压OCV3；
第四步，计算锂离子电池的电压反弹变化率K，K＝(OCV3-OCV2)/t2；
第五步，根据K值判断所述锂离子电池自放电的状况。
在第一步中，将锂离子电池进行分容放电的截止电压因电池的种类而不同。具体而言，电芯以三元材料制成的锂离子电池的分容放电的截止电压OCV11为2.8V,电芯以磷酸锂铁材料制成的锂离子电池的分容截止电压OCV12为2.0V。
之所以分容放电的截止电压采用上述，是因为2.8V为电芯采用三元材料制成的锂离子电池放空电量的电压，2.0V为电芯采用磷酸锂铁材料制成的锂离子电池放空电量的电压，也即是第一步中电池分容放电的截止电压为电池放空电的电压。
现实生产中，对电池性能的检测不仅有对电池自放电情况的检测，还有对电池的容量检测等。将电池的电量放空，是对电池容量检测的方法，利用这一点，从而可将对锂离子电池的自放电的检测放在对电池的容量检测之后，节省分容放电的时间。
然后，第二步中锂离子电池静置2天，是为了等待电池极化现象状态的消失，以便于令检测结果更为准确。当然，具体静置时间不限于前述，也可以是3天、4天、5天、6天或者7天等适用时间。
此外，在第三步中锂离子电池的第二次静置是为了让电池的电压充分反弹，以便于令检测结果更为准确。当然，具体静置时间不限于前述，也可以是3天、4天、5天、6天或者7天等适用时间。
需要注意的是，第二步和第三步中的静置都是在常温下进行，其具体温度区间为25摄氏度。当然静置温度除了25摄氏度，也可以是22摄氏度、23摄氏度、24摄氏度、26摄氏度、27摄氏度或者28摄氏度等适用温度。
在这里，之所以选择常温静置，是因为高温静置时，虽然电池分容放电后的极化现象时间更短，但消耗的能量较高；而低温静置的话，虽然消耗的能量相对较少，但是电池分容放电后的极化现象时间较长。而常温状静置，相较于高温静置和低温静置而言，能耗适中，极化现象时间适中，具有更好的综合效果，且对检测条件的要求也不那么苛刻。
如图2所示，自放电合格的电池的电压会有一定的反弹，即电压会逐渐升高，但自放电不合格的电池的电压则不会反弹或者反弹量很小，甚至出现电压下降的趋势，最终通过判定K值，来判定电池自放电的好坏。
具体而言，取一组电池，该组电池中有多块，按照前述方法计算出每块电池的K值，然后求取这些电池的K平均值K0，并计算出K值的标准差σ。当所述锂离子电池的电压反弹变化率K<K0-3σ时，判断该锂离子电池自放电不合格，当所述锂离子电池的电压反弹变化率K≥K0-3σ时，判断该锂离子电池自放电合格。
实施例一
取5块以三元材料制作电芯的锂离子电池，依照上述的方法对这5块电池进行检测，检测数据及检测结果如下表所示。
表1
由上表可看出，通过本实施例得出的筛选率为100％。
实施例二
取5块以磷酸锂铁材料制作电芯的锂离子电池，依照上述的方法对这5块电池进行检测，检测数据及检测结果如下表所示。
表2
由上表可看出，通过本实施例得出的筛选率为100％。
实施例三
本发明还涉及一种锂离子电池自放电检测设备，如图3所示，该设备包括电压测量装置1和计算机2，电压测量装置1的测量数据可输出给计算机2并存储，于计算机2中存储有计算机程序，计算机2执行计算机程序时，实现上述的锂离子电池自放电检测方法的步骤。
本实施例锂离子电池自放电检测设备首先可储存监测数据，防止因静置的时间较长造成的数据丢失的问题；其次，该设备方面可自动计算锂离子电池的电压反弹变化率，并判断电池的自放电合格与否，便于使用，有效提高检测效率。
实施例四
本发明还涉及一种算机可读存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被计算机2执行时，实现上述的锂离子电池自放电检测方法的步骤。
本实施例的算机可读存储介质，一方面可使得前述的计算机程序更便于携带使用，另一方面可便于前述的锂离子电池自放电检测方法的推广。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池自放电检测方法，其特征在于：该方法通过获取分容放电后静置状态下的锂离子电池，于单位时间内的开路电压反弹变化率K，以判断所述锂离子电池的自放电状况。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池自放电检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
获取分容放电后静置状态下的锂离子电池的起始开路电压OCV2；
获取静置时间t后的锂离子电池的终止开路电压OCV3；
获取所述锂离子电池的开路电压反弹变化率K，K＝(OCV3-OCV2)/t；
依据K值判断所述锂离子电池自放电的状况。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池自放电检测方法，其特征在于：该方法还包括控制所述锂离子电池分容放电截止电压OCV1的控制步骤。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池自放电检测方法，其特征在于：所述锂离子电池的电芯采用三元材料制成时，控制分容放电的截止电压OCV1为2.8V；所述锂离子电池的电芯采用磷酸铁锂材料制成时，控制分容放电的截止电压OCV1为2.0V。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池自放电检测方法，其特征在于：所述锂离子电池于常温下静置。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池自放电检测方法，其特征在于：所述锂离子电池静置的单位时间为2～7天。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的锂离子电池自放电检测方法，其特征在于：该方法用于对多块所述锂离子电池进行自放电检测。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池自放电检测方法，其特征在于：根据所述开路电压反弹变化率K，判断所述锂离子电池的自放电状况包括：
依据获取的各所述锂离子电池的开路电压反弹变化率K，计算所有锂离子电池的电压反弹变化率K的平均值K0，以及计算所有所述锂离子电池的电压反弹变化率K的标准差σ；
当所述锂离子电池的电压反弹变化率K<K0-3σ时，判断该锂离子电池自放电不合格，当所述锂离子电池的电压反弹变化率K≥K0-3σ时，判断该锂离子电池自放电合格。
9.一种锂离子电池自放电检测设备，其特征在于：包括电压测量装置(1)和计算机(2)，所述电压测量装置(1)的测量数据可输出给所述计算机(1)并存储，于所述计算机(2)中存储有计算机程序，所述计算机(2)执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任一项所述锂离子电池自放电检测方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机(2)执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述锂离子电池自放电检测方法的步骤。
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