[发明专利]一种锂二次电池一致性筛选方法

说明书

技术领域

本发明一种锂二次电池一致性筛选方法属于二次电池领域，特别是涉及一种锂离子电池组的单体电池一致性筛选方法。

背景技术

随着锂离子电池的快速发展，锂离子电池作为动力、储能电源亦开始得到大量应用。与手机等小型移动用电设备相比，动力、储能电池所需要储能电源输出功率高，使用寿命长，这就要求电池进行多并、多串的组合，电池组的价格高，价值大，因此，对电池可靠性和一致性提出了更高的要求。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，甚至会引发电池组的安全性失控等问题。为保证电池组中各单体电池的一致性，需要对单体电池进行筛选、分组，以确保电池组中各单体电池的一致性。电池的一致性指标有容量、电压、放电平台、内阻、自耗电速度等。其中，以电池的自耗电速度尤为重要，且难以甄别。在没有均衡充放电的体系中，因自耗电不同，经过长时间的储存和使用，单体电池的一致性会发生很大的变化。 中国国家标准GB/T18287“蜂窝电话用锂离子电池总规范”中自耗电测试方法是以荷电保持能力来衡量，在室温下充满电开路搁置28天，以0.2C₅ A电流进行放电至终止电压，其放电容量应大于额定容量的85%；IEC61960-1标准“Secondary lithium cells and batteries for portable applications-Part 1: Secondary lithium cells” 中自耗电测试方法是也以荷电保持能力来衡量，在室温下充满电开路搁置28天，以0.2C₅ A电流进行放电至终止电压，其放电容量应大于额定容量的70%。按照标准，自耗电在15%或30%以下的单体电池都是合格的，可用的，但是，要是将自耗电为1%和自耗电为10%的单体电池配成两串的电池组，即使初始容量、电压、内阻一致，充饱电，搁置28天，一只单体电池保持99%容量，另一只单体电池保持90%容量，电池组中单体电池的容量、电压变得不一致,并且随时间延长差异拉大。

目前行业通用的自耗电测试方法是将单体电池充入一定电量后搁置某一固定时长，通过测试搁置前后单体电池的电压差而挑选出自耗电偏大的单体电池。如中国发明申请CN101764259A公开了“将电池充电至50～90%额定容量，在充电结束后t3和t4时间点分别测量其电压，得到Ｖ３和Ｖ４，用Ｖ３减去Ｖ４得到二次电池的电压降，确定电压降合格标准后，分选出电压降合格的二次电池。”此类方法的缺陷之一是要求搁置前后均对单体电池电压进行测量，且需要对每个单体电池搁置前后电压进行一一对应的纯数据化管理，需要对单体电池进行条码管理，加大生产操作的难度。此类方法的缺陷之二是只能给出固定搁置时间条件下电池的自耗电判定标准，难以对生产过程中库存备货电池的可靠性进行管理及满足不同生产交期的要求。

发明内容

本发明的目的是避免现有技术中的不足之处，而提供一种利于大规模生产应用，挑选单体电池一致性的方法，尤其是挑选单体电池自耗电一致性的方法。

对于固定的电池体系，电池开路电压与其荷电容量的关系相对稳定。如在搁置前对单体电池采用恒定电压充电，确保单体电池初始荷电状态的一致性，而后只需测量单体电池的开路电压，即可反映该单体电池的漏电水平，开路电压相对越高，说明单体电池自耗电越小，开路电压越低，表明单体电池自耗电越大。根据可接受的漏电水平要求，建立与搁置时间相对应的合格单体电池开路电压标准，通过测量单体电池的开路电压，以挑选出自耗电偏大的单体电池。同时，根据单体电池的开路电压的高低，对单体电池的自耗电水平进行分档，单体电池配组时，自耗电接近的单体电池配成一组，以确保电池组中各单体电池自耗电水平的一致性。

本发明的目的是通过以下措施来实现的：

单体电池在分容检测时先对容量、平台、内阻分档，然后对电池使用分段恒流恒压充电，

第一段，使用0.3C₅～5C₅恒流充电至电压V₀，而后恒定电压为V₀进行恒压充电，当充电电流为0.1C₅～0.3C₅停止充电转搁置；

第二段，搁置5～30分钟后继续以0.1C₅～0.3C₅恒流充电至电压V₀，而后恒定电压为V₀进行恒压充电，当充电电流为0.05C₅～0.1C₅停止充电转搁置；