[发明专利]一种基于浮充策略的锂电池循环寿命测试方法

说明书

本发明提出了一种基于浮充策略的锂电池循环寿命测试方法，包括如下步骤：S1、充电：以恒流恒压对电池进行充电，上限电压为4.35V，截止电流为0.05C；S2：放电：以恒流对电池进行放电，下限电压为3.0V；以S1至S2为一个循环，间隔固定循环于充电过程完成后保持4.35V恒压充电24h，循环100次或1000h后结束。本发明操作过程简单、设备简单、方法简单，采用每2个循环时在高电压下保持24h的充电策略方法循环，能够大幅缩短测试周期，节省测试通道资源。特别地，可以加速LCO、NCM电芯循环过程中的老化行为，对于锂电池循环寿命加速测试开拓了一种简单有效的方法，对于研究不同正极材料的失效分析提供了新的开发模式。

技术领域

本发明涉及锂电池测试技术领域，尤其涉及一种基于浮充策略的锂电池循环寿命测试方法。

背景技术

锂离子电池是一种可反复充放电的二次电池，近年来，在消费类电子、新能源汽车等政策持续刺激下，锂离子电池作为新能源已经广泛进入普遍推广阶段。然而，客户对于锂电池的需求不仅仅是安全、续航里程，还有使用寿命和充电时间的要求，这也是电动汽车能否普及推广的关键。现阶段，电池的循环寿命测试通常采用GB/T31484-2015测试标准循环寿命的方法，即使用1C恒流恒压充电，静置后，1C恒流放电。随着电池的老化，电池阻抗不断增加，恒流恒压充电时的恒压阶段也明显增加。一般整车电池包的慢充策略基本上是小倍率的恒流充电，没有恒压阶段，充电时间一般大于6小时。一方面，长时间的循环寿命评测影响了电池的开发周期，长时间的充电为很多客户带来不便；另一方面，消费电子设备和电动汽车中的锂离子电池在充电后通常会长时间保持高电位，这意味着在充电后总是立即放电的充放电协议在预测锂离子电池的寿命和失效方面不切实际。因此，开发真实的锂离子电池使用充放电策略对于全面了解锂电池的性能至关重要。

现有技术方案中，发明专利CN109061513A公开了一种改善磷酸铁锂动力锂电池循环寿命的测试方法，通过大电流恒流充电转小电流恒流充电的循环测试方法，减小了电池的极化，为整车的充电控制策略提供有效的建议；该方法使用多步恒流对电池充电，且变换恒流充电的电流值，方法较为复杂；而且，充电末端减小电流目的是减小极化，不能达到在高电位下浮充加速老化的目的；

发明专利CN106124997B公开了一种磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，充满后在高温条件下进行特定时间的小电流浮充循环。该方法通过若干次循环后，设定温度条件下取3次容量，与标称容量的75％进行比较判定是否合格，测试周期短，但对于LCO和NCM电池浮充老化不能达到理想的水平，并且加速衰减的效果不明显，方法也较为复杂；

发明专利CN111106404A提出一种磷酸铁锂电池浮充优化方法，在磷酸铁锂电池浮充循环使用过程中采用“阶梯充电-浮充充电-恒流放电”三段充放电方式，减少活性物质的劣化,提高磷酸铁锂电池循环使用寿命。该方法复杂，对于LFP电池能改善循环，不能起到相反的缩短验证周期和循环加速寿命测试效果。同时，也没有对于不同体系下不同材料循环老化的加速验证。

现有公开的技术方案中，没有针对不同体系不同材料锂电池浮充加速循环衰减的发明方法，特别是没有针对LCO、NCM正极材料的电芯加速老化研究。目前针对加速寿命试验主要是通过升高温度和提高电流大小来模拟；而针对浮充和循环衰减，现有技术方案中，主要是阶梯充电的策略，即电流逐渐减小，消除极化，改善锂电池循环，特别是磷酸铁锂电池的循环寿命。因此，目前鲜有简单且有效的LCO、NCM电池浮充策略加速循环寿命研究和缩短验证周期的技术方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种基于浮充策略的锂电池循环寿命测试方法，获得更高的平均电压、代表最差的充电情况、提供更高能量密度老化速率的途径。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于浮充策略的锂电池循环寿命测试方法，包括如下步骤：

S1、充电：以恒流恒压对电池进行充电，上限电压为4.35V，截止电流为0.05C；