CN115343639A - 电池自放电的测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池自放电的测试方法，该测试方法包括：对分容处理后的电池进行充电，直至分容处理后的电池所对应的电池容量至预设荷电状态；将充电后的电池在预设温度下进行第一预设时间段的第一静置处理；测量第一静置处理后的电池所对应的第一开路电压，并将对应时间标记为第一预设时间；将第一静置处理后电池在预设温度下进行第二预设时间段的第二静置处理，第二预设时间段的长度大于第一预设时间段的长度；测量第二静置处理后电池所对应的第二开路电压，并将对应时间标记为第二预设时间；根据第一预设时间、第二预设时间、第一开路电压和第二开路电压以对第二静置处理后的电池的自放电性能进行评估，从总体上提高了电池自放电的测试准确度。

Description

电池自放电的测试方法

技术领域

本申请涉及电池测试领域，具体涉及一种电池自放电的测试方法。

背景技术

目前，动力储能的锂电池得到广泛地关注与应用。其中，电池性能的差异及一致性更是影响其正常工作的重要因素。然而锂电池厂家的材料、工艺及制程能力的差异，同类型产品的一致性筛选判定尤为重要。其中自放电性能是一项重要性能差异。

其中，导致自放电差异的原因有很多，主要有内部微短路造成自放电以及电极液在正负极氧化还原容量衰减。自放电性能不一致的电池在一段时间储存之后，SOC(Stateof Charge，荷电状态)会发生较大的差异，进而极大地影响它的容量和安全性。因而需要对电池的自放电性能进行测试以筛选出异常电池，此时对电池自放电性能的检测准确度显得尤为重要。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种电池自放电的测试方法，能够极大的提高对电池自放电能力的检测准确度。

该测试方法包括：

对分容处理后的电池进行充电，直至分容处理后的电池所对应的电池容量至预设荷电状态；

将充电后的电池在预设温度下进行第一预设时间段的第一静置处理；

测量第一静置处理后的电池所对应的第一开路电压，并将对应时间标记为第一预设时间；

将第一静置处理后的电池在预设温度下进行第二预设时间段的第二静置处理，第二预设时间段的长度大于第一预设时间段的长度；

测量第二静置处理后的电池所对应的第二开路电压，并将对应时间标记为第二预设时间；

根据第一预设时间、第二预设时间、第一开路电压和第二开路电压以对第二静置处理后的电池的自放电性能进行评估。

在一个实施例中，恒流充电的电流为0.1C-0.8C。

在一个实施例中，第一预设时间段为0～5天。

在一个实施例中，第二预设时间段为1～5天。

在一个实施例中，第一预设时间段和第二预设时间段之和小于或者等于5天。

在一个实施例中，第一预设时间段为2天，第二预设时间段为3天。

在一个实施例中，预设荷电状态为1-5％的荷电状态。

在一个实施例中，预设荷电状态为3％的荷电状态。

在一个实施例中，根据第一预设时间、第二预设时间、第一开路电压和第二开路电压以对第二静置处理后的电池的自放电性能进行评估的过程包括：

根据第一预设时间、第二预设时间、第一开路电压和第二开路电压，计算第二静置处理后的电池的自放电速率；

将自放电速率与预设自放电速率阈值进行比较，以对第二静置处理后的电池的自放电性能进行评估。

在一个实施例中，计算第二静置处理后的电池的自放电速率的步骤中，采用的公式如下：

K＝(OCV₁-OCV₂)/(T₂-T₁)

其中，K为第二静置处理后的电池的自放电速率，OCV₁为第一开路电压，OCV₂为第二开路电压，T₁为第一预设时间，T₂为第二预设时间。

上述测试方法通过对分容处理后的电池进行充电，直至分容处理后的电池所对应的电池容量至预设荷电状态，然后将充电后的电池在预设温度下进行第一预设时间段的第一静置处理，测量第一静置处理后的电池所对应的第一开路电压，并将对应时间标记为第一预设时间，进一步将第一静置处理后的电池在预设温度下进行第二预设时间段的第二静置处理，第二预设时间段的长度大于第一预设时间段的长度，测量第二静置处理后的电池所对应的第二开路电压，并将对应时间标记为第二预设时间，根据第一预设时间、第二预设时间、第一开路电压和第二开路电压以对第二静置处理后的电池的自放电性能进行评估，通过两个时间段的静置处理，其中，第一预设时间段的静置处理能够兼顾初期各个电池压降均较快的特点，通过设置第二预设时间段的静置处理，能够克服单纯依靠第一预设时间段的静置处理时各个电压下降均较快而不利于后续放电性能判定以筛选异常电池的缺点，此时，由于第二预设时间段长度大于第一预设时间段的长度，异常电池电压在第二预设时间段下降较正常电池下降较快，进而能够为后续电池自放电性能的判定以筛选出异常电池奠定基础，总体上提高了自放电测试的准确度，且简化了充放电流程，节省了能源能耗，从而快速的对每个电池的自放电性能进行快速判定而筛选出异常电池，进一步节省了电池的存储时间以及库存压力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种电池自放电的测试方法的流程示意图；

图2是本申请实施例提供的一种三块静置处理后的电池在不同充电电流下对应的开路电压示意图；

图3为本申请实施例提供的一种三块电池各自的电压压降随时间变化的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种对第二静置处理后的电池的自放电性能进行评估的方法流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种电池的充电曲线示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电池的微分容量曲线示意图；

图7为图6中一种电池的微分容量曲线示意图的局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

如图1所示，提供一种电池自放电的测试方法，能够极大的提高对电池自放电能力的检测准确度，该测试方法包括：

步骤S110，对分容处理后的电池进行充电，直至分容处理后的电池所对应的电池容量至预设荷电状态。

其中，电池在按照正常流程进行化成处理后，需要首先对分容处理后的电池进行充电，直至分容处理后的电池所对应的电池容量至预设荷电状态。

步骤S120，将充电后的电池在预设温度下进行第一预设时间段的第一静置处理。

其中，在预设温度下，充电后的各个电池初期电池压降均较快，此时不利于通过电池压降下降快慢来筛选异常电池，因此，通常先进行第一预设时间段的第一静置处理。

其中，预设温度通常为25℃～37℃，优选为25℃。

步骤S130，测量第一静置处理后的电池所对应的第一开路电压，并将对应时间标记为第一预设时间。

其中，在经过第一静置处理后，各个电池的压降均有过较大程度的减小，此时为衡量各个电池的自放电性能，需要进一步测量电池所对应的第一开路电压，并将对应时间标记为第一预设时间。

其中，自放电性能合格的电池称之为正常电池，自放电性能不合格的电池称之为异常电池。

步骤S140，将第一静置处理后的电池在预设温度下进行第二预设时间段的第二静置处理，第二预设时间段大于第一预设时间段。

其中，为衡量各个电池的自放电性能以筛选出异常电池，需要进一步将第一静置处理后的电池在预设温度下进行第二预设时间段的第二静置处理，第二时间段大于第一预设时间段，这样有利于筛选出异常电池，原因在于，第二时间段大于第一预设时间段，此时异常电池电压在第二预设时间段下降较正常电池下降较快(即正常电池在第二预设时间段的压降相对较小)，进而能够为后续电池自放电性能的判定以筛选出异常电池奠定基础，通过设置第二时间段大于第一预设时间段，有利于为提高电池自放电性能的测试准确度奠定基础。

步骤S150，测量第二静置处理后的电池所对应的第二开路电压，并将对应时间标记为第二预设时间。

其中，在经过第二预设时间段的第二静置处理中，自放电性能合格的电池在第一预设时间段的压降已经基本下降完毕，此时在第二预设时间段的第二静置处理的过程中，自放电性能合格的电池在第二预设时间段的压降相对于异常电池而言较小。

步骤S160，根据第一预设时间、第二预设时间、第一开路电压和第二开路电压以对第二静置处理后的电池的自放电性能进行评估。

其中，在获得第一预设时间、第二预设时间、第一开路电压和第二开路电压之后，可根据第二预设时间段的第二静置处理过程中各个电池压降下降的快慢来判断以对第二静置处理后的电池的自放电性能进行评估。

上述测试方法通过两个时间段的静置处理，其中，第一预设时间段的静置处理能够兼顾初期各个电池压降均较快的特点，通过设置第二预设时间段的静置处理，能够克服单纯依靠第一预设时间段的静置处理时各个电压下降均较快而不利于后续放电性能判定以筛选异常电池的缺点，此时，由于第二预设时间段长度大于第一预设时间段的长度，异常电池电压在第二预设时间段下降较正常电池下降较快，进而能够为后续电池自放电性能的判定以筛选出异常电池奠定基础，总体上提高了自放电测试的准确度，且简化了充放电流程，节省了能源能耗，从而快速的对每个电池的自放电性能进行快速判定而筛选出异常电池，进一步节省了电池的存储时间以及库存压力。

在一个实施例中，充电为恒流充电，恒流充电的电流为0.1C-0.8C。

其中，恒流充电的电流过大，虽然充电时间短，但是则会导致电池极化对于电池自放电测试性能影响较大；恒流充电的电流过小，虽然电池极化影响较小，但是则会导致充电时间过长，C为电池的标称额定容量。

通过选择合适的恒流充电电流0.1C-0.8C，减小了电池极化过程对电池不同时刻压降的影响，又兼顾了充电时间。

在一个实施例中，如图2所示，横坐标为充电倍率，纵坐标为静置处理后的开路电压，以三块电池为例，Cell-1、Cell-,2和Cell-3，随着恒流充电电流的充电倍率增加，各个电池在充电后经过静置处理后的开路电压基本相同，且充电时间逐步缩短，因此，为减小充电过程对于各个电池自放电性能测试的影响，以及综合考虑充电时长，恒流充电电流可进一步设置为0.1C-0.5C。

在一个实施例中，恒流充电电流可选择0.5C，在兼顾充电时间的同时，以进一步减小充电过程对于各个电池自放电性能测试的影响，即减小了电池极化过程对电池不同时刻压降的影响。

在一个实施例中，第一预设时间段为0.5～5天。

其中，第一预设时间段不宜太长，否则难以利用充电电池压降的变化去判断各个电池自放电性能是否合格，不利于后续筛选异常电池的过程。

在一个实施例中，第二预设时间段为1～5天。

第二预设时间段大于第一预设时间段，由于第二预设时间段长度大于第一预设时间段的长度，异常电池电压在第二预设时间段下降较正常电池下降较快，此时通过设置第二预设时间段的静置处理，能够克服单纯依靠第一预设时间段的静置处理时各个电压下降均较快而不利于后续放电性能判定以筛选异常电池的缺点。

在一个实施例中，第一预设时间段和第二预设时间段之和小于或者等于5天。

如图3所示，图3为三组电池(a、b和c)电压压降随时间变化的示意图，显然，图3中前期电压压降较快的电芯，后期电压压降仍然较快，前期电压压降比较慢的电芯，后期电压压降也较慢，从趋势上看电芯静置时间越长，自放电测试的误差就会减少，但是后期电芯库存压力会变大，不利于量产化进行，在静置处理的时间(即第一预设时间段和第二预设时间段之和)等于5天时，正常电池的电压压降变化趋于稳定(即电压压降接近于零)，因此，为提高整体效率，则可将第一预设时间段和第二预设时间段之和进一步限制，即不超过5天。

其中，单位d表示一天，图3中纵坐标的电压压降计算的是相邻两天的电压变化值，曲线a代表异常电池的电压压降变化，曲线b和c分别代表正常电池组的电压压降变化，第一预设时间段和第二预设时间段之和等于5天时，异常电池的电压压降仍然较大。

在一个实施例中，如图4所示，步骤S160包括：

步骤S162，根据第一预设时间、第二预设时间、第一开路电压和第二开路电压，计算第二静置处理后的电池的自放电速率。

步骤S164，将自放电速率与预设自放电速率阈值进行比较，以对第二静置处理后的电池的自放电性能进行评估。

在一个实施例中，步骤S162中计算第二静置处理后的电池的自放电速率的步骤中，采用的公式如下：

K＝(OCV₁-OCV₂)/(T₂-T₁)

其中，K为第二静置处理后的电池的自放电速率，OCV₁为第一开路电压，OCV₂为第二开路电压，T₁为第一预设时间，T₂为第二预设时间。

在一个实施例中，预设荷电状态为1-5％的荷电状态。

其中，预设荷电状态数值越大，则充电时间越长，则电池电压极化过程对于电池自放电性能检测的影响越大；预设荷电状态数值越小，则充电时间越短，但是，过低的荷电状态，虽然电池极化影响较小，但是则会导致电池接近空电，进而对电池性能存储不利。

在一个实施例中，电池容量为140Ah，电池的自放电检测采用步骤S110至步骤S160的方法，预设温度为25℃，如图5所示，图5为电池的充电曲线，横坐标为Cap，表示电池的容量，单位为Ah，纵坐标为电池电压V₀，根据图5进一步绘制电池的DV/DQ曲线(微分容量曲线)，如图6所示，横坐标为SOC(电池的预设荷电状态)，纵坐标为DV/DQ的数值，为了便于继续分析，进一步对图5中SOC从0至7％之间曲线变化情况进行放大研究，如图7所示，显然，若预设荷电状态SOC数值太小，例如选择1％SOC，则会导致电池接近空电，进而对电池性能存储不利，若预设荷电状态SOC数值太大，例如选择7％SOC，则充电时间过长，则电池电压极化过程对于电池自放电性能检测的影响越大，结合实际情况选用3％SOC，即此时将电池电压充至3.062V，此时电池的电压变化幅度较小，一方面能够减小电池电压极化过程对于电池自放电性能检测的影响，另一方面又兼顾了充电时间以及对电池性能影响，从整体上提高了电池自放电检测的准确度。

在一个实施例中，预设荷电状态为3％的荷电状态，预设温度为25℃例如，采用16个电池进行测试，按照上述步骤S110至S160对各个电池进行自放电测试，以计算各个电池的自放电速率，表格1横向第一行表示第一预设时间段T₁和第二预设时间段T₂(即T₁和T₂)，单位为d(天数)，表格1竖向第一列表示各个电池的自放电速率值(即K值)，Ave表示K值均值，单位为mV，显然，结合标准差σ的波动稳定性以及K值的均值Ave的稳定性，首先舍去Ave-2.5σ为负值的情况；其次，寻找标准差σ最小的情况，当σ＝0.038时，进一步选择K值的均值Ave较小的情况，此时第一预设时间段T₁为2天，第二预设时间段T₂为3天，各个电池的K值均值为0.427。

其中，上述第一预设时间段以及第二时间段的设置(第一预设时间段T1为2天，第二预设时间段T2为3天)，能够充分保证各个电池的自放电的压降释放，以筛选出自放电异常电池，进而提高整个自放电测试的准确度，又能极大的降低自放电测试时整个电池存储的仓位压力。

表格1

即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

另外，对于特性相同或相似的结构元件，本申请可采用相同或者不相同的标号进行标识。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“例如”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“例如”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。

应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

Claims (10)

1.一种电池自放电的测试方法，其特征在于，包括：

对分容处理后的电池进行充电，直至所述分容处理后的电池所对应的电池容量至预设荷电状态；

将所述充电后的电池在预设温度下进行第一预设时间段的第一静置处理；

测量所述第一静置处理后的电池所对应的第一开路电压，并将对应时间标记为第一预设时间；

将所述第一静置处理后的电池在预设温度下进行第二预设时间段的第二静置处理，所述第二预设时间段的长度大于所述第一预设时间段的长度；

测量所述第二静置处理后的电池所对应的第二开路电压，并将对应时间标记为第二预设时间；

根据所述第一预设时间、所述第二预设时间、所述第一开路电压和所述第二开路电压以对所述第二静置处理后的电池的自放电性能进行评估。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述充电为恒流充电，所述恒流充电的电流为0.1C-0.8C。

3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述第一预设时间段为0.5～5天。

4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述第二预设时间段为1～5天。

5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述第一预设时间段和所述第二预设时间段之和小于或者等于5天。

6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述第一预设时间段为2天，所述第二预设时间段为3天。

7.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述预设荷电状态为1-5％的荷电状态。

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述预设荷电状态为3％的荷电状态。

9.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述根据所述第一预设时间、所述第二预设时间、所述第一开路电压和所述第二开路电压以对所述第二静置处理后的电池的自放电性能进行评估的过程包括：

根据所述第一预设时间、所述第二预设时间、所述第一开路电压和所述第二开路电压，计算所述第二静置处理后的电池的自放电速率；

将所述自放电速率与预设自放电速率阈值进行比较，以对所述第二静置处理后的电池的自放电性能进行评估。

10.根据权利要求9所述的测试方法，其特征在于，所述计算所述第二静置处理后的电池的自放电速率的步骤中，采用的公式如下：

K＝(OCV₁-OCV₂)/(T₂-T₁)

其中，K为所述第二静置处理后的电池的自放电速率，OCV₁为所述第一开路电压，OCV₂为所述第二开路电压，T₁为所述第一预设时间，T₂为所述第二预设时间。

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