一种磷酸铁锂电池的分选方法技术

一种磷酸铁锂电池的分选方法，属于电池分选配组领域，解决了不同磷酸铁锂电池间的两个电压平台差异很小，很难进行区分的问题。本发明专利技术对n个磷酸铁锂电池单体分别进行充放电测试，保留放电容量满足大于或等于C1小于或等于C2的磷酸铁锂电池单体，对保留的磷酸铁锂电池单体分别进行直流内阻测试，保留直流内阻值满足大于或等于R1小于或等于R2的磷酸铁锂电池单体，再对磷酸铁锂电池进行小倍率电流充放电测试，绘制电压与容量增量ΔQ/ΔV的变化曲线；提取电压与ΔQ/ΔV的容量增量曲线的三个极值，并利用所述的三个极值作为聚类算法的特征点，对完成第二次筛选的电池进行聚类分组，实现对磷酸铁锂电池分选。本发明专利技术适用于磷酸铁锂电池分选。

Sorting method for lithium iron phosphate battery

A sorting method of lithium iron phosphate battery belongs to the field of sorting and matching batteries, and solves the problem that the difference of the two voltage platforms between the different lithium iron phosphate batteries is very small and difficult to distinguish. The invention of N lithium iron phosphate battery monomer respectively by charge discharge test and discharge capacity is greater than or equal to meet the retention of C1 is less than or equal to the lithium iron phosphate battery C2 monomer of lithium iron phosphate battery monomer were reserved DC resistance test, retain the DC resistance value satisfies is greater than or equal to R1 less than or equal to the lithium iron phosphate battery R2 monomer, then the rate of small current charge discharge test of lithium iron phosphate battery, change curve of voltage and capacity increment of Q/ Delta V; three maximum extraction voltage and delta Q/ Delta V capacity curve, and three using the extreme value as feature point clustering the clustering algorithm, on the completion of the second screening battery, the lithium iron phosphate battery sorting. The invention is applicable to the separation of lithium iron phosphate batteries.

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸铁锂电池的分选方法
本专利技术属于电池分选配组领域，具体涉及一种磷酸铁锂电池分选方法。
技术介绍
磷酸铁锂电池是电动汽车的主要能量源，但是限于单体电池的容量、电压、能量有限等原因，必须通过串并联成组之后，才能达到供能应用的电压等级、能量等级和功率等级的要求。成组电池的数量与单体电池的规格、供能应用需求直接相关。但是由于电池单体之间的一致性差异导致电池成组之后的整体性能受制于性能最差的单体电池，尤其是使用寿命更是明显低于电池单体的使用寿命，这种情况使磷酸铁锂电池的供能应用大打折扣，既限制了电池性能的发挥，又提高了使用成本。针对这种情况，出现了电池分选技术，即在电池成组之前，通过技术手段从众多电池中筛选出一致性接近的单体电池，排除差异较大的电池单体，降低“木桶效应”的不良影响，通过分选技术筛选电池后进行配组，提高电池组的整体性能并延长使用寿命。然而，目前传统的分选技术大多是以单体电池的容量、电压、内阻等外特性参数为指标进行筛选，其特点是筛选时间短，效率高，可迅速完成分选，其缺点是以这些外特性参数为指标筛选出的单体电池往往是只能保证这些指标的一致性，无法反映出电池内部特征的一致性。不同磷酸铁锂电池间的电压平台差异很小，很难进行区分，在这种情况下，常规的分选方法也就失去了意义。
技术实现思路
本专利技术是为了解决不同磷酸铁锂电池间的两个电压平台差异很小，很难进行区分的问题，提出了一种磷酸铁锂电池的分选方法。本专利技术所述的一种磷酸铁锂电池的分选方法，该方法的具体步骤为：步骤一、对n个磷酸铁锂电池单体分别进行充放电测试，n个磷酸铁锂电池单体的充、放电截至电压相同，记录n个磷酸铁锂电池的放电容量，保留放电容量满足大于或等于C1小于或等于C2的磷酸铁锂电池单体，完成第一次筛选；其中，n为大于10的整数，C1和C2均为正数，且C1＜C2；步骤二、对所有完成第一次筛选的磷酸铁锂电池单体分别进行直流内阻测试，保留直流内阻值满足大于或等于R1小于或等于R2的磷酸铁锂电池单体，完成第二次筛选；R1、R2均为正数，且R1＜R2；步骤三、对完成第二次筛选的磷酸铁锂电池进行小倍率电流充放电测试，绘制每个磷酸铁锂电池的放电时间与放电电压变化曲线，从磷酸铁锂电池的放电时间与放电电压变化曲线中截取电压变化范围小于m的曲线；并提取电压变化范围小于m的曲线所对应的电压值；利用所述电压变化范围小于m的曲线所对应的电压值为横坐标，绘制电压与容量增量ΔQ/ΔV的变化曲线；其中ΔQ为电池容量的变化量，ΔV为电池的电压的变化量，m为0.25V。步骤四、提取电压与ΔQ/ΔV的容量增量曲线的三个极值，并利用所述的三个极值作为聚类算法的特征点，对完成第二次筛选的电池进行聚类分组，实现对磷酸铁锂电池分选。本专利技术不仅从电池实际放电容量、直流内阻等外部特征对电池进行分选，还将磷酸铁锂电池的电压平台曲线转化为对不同单体电池间的差异更加敏感的容量增量曲线，通过对电池进行容量增量分析，从电池的电化学内部特性对电池进行分选，分选出的单体电池组成的电池组能够在充放电循环100次后，电池组的容量衰退小于7％。附图说明图1为本专利技术所述方法的流程图；图2为具体实施方式一所述的放电时间与放电电压变化曲线图；图中，虚线为时间电流曲线，实线为时间电压曲线；图3为具体实施方式一所述的电压与容量增量ΔQ/ΔV的变化曲线图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。具体实施方式一、结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的一种磷酸铁锂电池的分选方法，该方法的具体步骤为：步骤一、对n个磷酸铁锂电池单体分别进行充放电测试，n个磷酸铁锂电池单体的充、放电截至电压相同，记录n个磷酸铁锂电池的放电容量，保留放电容量满足大于或等于C1小于或等于C2的磷酸铁锂电池单体，完成第一次筛选；其中，n为大于10的整数，a、C1和C2均为正数，且C1＜C2；步骤二、对所有完成第一次筛选的磷酸铁锂电池单体分别进行直流内阻测试，保留直流内阻值满足大于或等于R1小于或等于R2的磷酸铁锂电池单体，完成第二次筛选；R1、R2均为正数，且R1＜R2；步骤三、对完成第二次筛选的磷酸铁锂电池进行小倍率电流充放电测试，绘制每个磷酸铁锂电池的放电时间与放电电压变化曲线，从磷酸铁锂电池的放电时间与放电电压变化曲线中截取电压变化范围小于m的曲线；并提取电压变化范围小于m的曲线所对应的电压值；利用所述电压变化范围小于m的曲线所对应的电压值为横坐标，绘制电压与容量增量ΔQ/ΔV的变化曲线；其中ΔQ为电池容量的变化量，ΔV为电池的电压的变化量，m为0.25V。步骤四、提取电压与ΔQ/ΔV的容量增量曲线的三个极值，并利用所述的三个极值作为聚类算法的特征点，对完成第二次筛选的电池进行聚类分组，实现对磷酸铁锂电池分选。本专利技术结合电池的外部特性和内部特性，既通过电池的电压和交流内阻进行分选配组，又将锌银电池的两个充电电压平台曲线分别转化为对不同单体电池间的差异更加敏感的容量增量曲线，通过对电池进行容量增量分析，从电池的电化学内部特性对电池进行分选配组。具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种磷酸铁锂电池的分选方法的进一步说明，步骤一中的：对n个磷酸铁锂电池单体分别进行充放电测试的过程为：将0％SOC的待测单体电池以0.5C倍率恒流充电至截止电压3.6V，静置1小时后，以1C倍率电流放电至截止电压2.0V后停止，完成对磷酸铁锂电池单体进行充放电测试。具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种磷酸铁锂电池的分选配组方法的进一步说明，步骤三所述对完成第二次筛选的电池进行小倍率电流充放电测试的电流倍率为1/20C～1/5C，C为单位，量纲为1/h,即小时的倒数。具体实施方式四、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种磷酸铁锂电池的分选方法的进一步说明，步骤一中所述的C1和C2的计算方法为：对n个电池单体的放电容量值求平均值C0，计算所述平均值的η％，C1＝C0-η％C0，C2＝C0+η％C0，其中，3≤η≤5。具体实施方式五、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种磷酸铁锂电池的分选方法的进一步说明，本实施方式中，步骤二所述对完成第一次筛选的磷酸铁锂电池单体别进行直流内阻测试的方法为：采用混合脉冲功率性能测试方法对容量为20％～80％范围内的磷酸铁锂电池单体进行充放电，磷酸铁锂电池单体的容量每增加或减少10％时，记录磷酸铁锂电池单体的充电内阻Rchar或放电内阻Rdischar。具体实施方式六、本实施方式是对具体实施方式六所述的一种磷酸铁锂电池的分选配组方法的进一步说明，本实施方式中，内阻阈值R1和内阻阈值R2的计算方法为：利用公式：求每个磷酸铁锂电池单体的平均直流内阻R0，计算所述阻值求平均值R0的θ％，R1＝R0-θ％R0，R2＝R0+θ％R0，其中，5≤θ≤8。具体实施方式七、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种锌银动力电池分选方法的进一步说明，本实施方式中，步骤三中所述的ΔV的范围为2mV～4mV。具体实施方式八、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种磷酸铁锂电池的分选配组方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷酸铁锂电池的分选方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：步骤一、对n个磷酸铁锂电池单体分别进行充放电测试，n个磷酸铁锂电池单体的充、放电截至电压相同，记录n个磷酸铁锂电池的放电容量，保留放电容量满足大于或等于C1小于或等于C2的磷酸铁锂电池单体，完成第一次筛选；其中，n为大于10的整数，a、C1和C2均为正数，且C1＜C2；步骤二、对所有完成第一次筛选的磷酸铁锂电池单体分别进行直流内阻测试，保留直流内阻值满足大于或等于R1小于或等于R2的磷酸铁锂电池单体，完成第二次筛选；R1、R2均为正数，且R1＜R2；步骤三、对完成第二次筛选的磷酸铁锂电池进行小倍率电流充放电测试，绘制每个磷酸铁锂电池的放电时间与放电电压变化曲线，从磷酸铁锂电池的放电时间与放电电压变化曲线中截取电压变化范围小于m的曲线；并提取电压变化范围小于m的曲线所对应的电压值；利用所述电压变化范围小于m的曲线所对应的电压值为横坐标，绘制电压与容量增量ΔQ/ΔV的变化曲线；其中ΔQ为电池容量的变化量，ΔV为电池的电压的变化量，m为0.25V。步骤四、提取电压与ΔQ/ΔV的容量增量曲线的三个极值，并利用所述的三个极值作为聚类算法的特征点，对完成第二次筛选的电池进行聚类分组，实现对磷酸铁锂电池分选。...

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁锂电池的分选方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：步骤一、对n个磷酸铁锂电池单体分别进行充放电测试，n个磷酸铁锂电池单体的充、放电截至电压相同，记录n个磷酸铁锂电池的放电容量，保留放电容量满足大于或等于C1小于或等于C2的磷酸铁锂电池单体，完成第一次筛选；其中，n为大于10的整数，a、C1和C2均为正数，且C1＜C2；步骤二、对所有完成第一次筛选的磷酸铁锂电池单体分别进行直流内阻测试，保留直流内阻值满足大于或等于R1小于或等于R2的磷酸铁锂电池单体，完成第二次筛选；R1、R2均为正数，且R1＜R2；步骤三、对完成第二次筛选的磷酸铁锂电池进行小倍率电流充放电测试，绘制每个磷酸铁锂电池的放电时间与放电电压变化曲线，从磷酸铁锂电池的放电时间与放电电压变化曲线中截取电压变化范围小于m的曲线；并提取电压变化范围小于m的曲线所对应的电压值；利用所述电压变化范围小于m的曲线所对应的电压值为横坐标，绘制电压与容量增量ΔQ/ΔV的变化曲线；其中ΔQ为电池容量的变化量，ΔV为电池的电压的变化量，m为0.25V。步骤四、提取电压与ΔQ/ΔV的容量增量曲线的三个极值，并利用所述的三个极值作为聚类算法的特征点，对完成第二次筛选的电池进行聚类分组，实现对磷酸铁锂电池分选。2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的分选方法，其特征在于，步骤一中的：对n个磷酸铁锂电池单体分别进行充放电测试的过程为：将0％SOC的待测单体电池以0.5C倍率恒流充电至截止电压3.6V，静置1小时后，以1C倍率电流放电至截止电压2.0V后...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓刚，陈喆，李然，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23