一种有效筛选自放电电池的方法技术

本发明专利技术涉及一种有效筛选自放电电池的方法，包括如下步骤：①采用低电流充电方法确定电池的低压态电压拐点；②对电池进行充放电操作，最后使电池的电压刚好处在低压态电压拐点之上，待电池电压趋于稳定后，测量每一支电池的电压OCV1，并记录；③将电池在一设定温度下存放一段时间，测量每一支电池的电压OCV2，并记录；④计算每一支电池的压降值ΔV＝OCV1‑OCV2，ΔV超过一设定值的，即为需要筛选出的自放电电池。本发明专利技术的方法更加科学，符合原理，能够更加精确地筛选出自放电锂离子电池，同时也减少了在筛选自放电阶段造成的电池不可逆容量损失，从而确保电池后续使用过程中优异的电化学性能和安全性能。

A method for effective screening of self discharge batteries

The present invention relates to a method of effectively screening a self discharge battery, including the following steps: (1) using a low current charging method to determine the voltage inflection point of the low voltage state of the battery; second, charging and discharging the battery, and finally making the battery voltage just on the low voltage inflection point, and measure each one after the battery voltage tends to be stable. The voltage of the battery is OCV1 and recorded. (3) to store the battery at a set temperature for a period of time, measure the voltage OCV2 of each battery, and record it. (4) calculate the voltage drop value of each battery Delta V = OCV1 OCV2, Delta V more than one set value, that is to screen out the self discharge battery. The method of the invention is more scientific and conforms to the principle. It can screen out the self discharge lithium ion battery more accurately, and reduce the irreversible capacity loss of the battery during the screening of self discharge stage, so as to ensure excellent electrochemical performance and safety performance in the process of battery use.

【技术实现步骤摘要】
一种有效筛选自放电电池的方法
本专利技术涉及电池制造领域，尤其涉及一种有效筛选自放电电池的方法。
技术介绍
锂离子电池自放电是指电池在开路静置过程中电压自动下降的现象，在各种体系的电极中，锂离子电池自放电现象是不可避免的。锂离子电池自放电按照容量损失后是否可以恢复划分为两种：可逆容量损失，指经过再次充电过程容量可以恢复；不可逆容量损失，表示容量不能恢复。影响自放电程度的因素有很多种，大致分为：极片和电池的制备过程、电解液的性质与浓度、电池的存放温度和储存时间等。自放电快慢可以用锂电池自放电率来表示，对于锂电池自放电率的表述一般是以一个月的容量损失来计算的。锂离子电池在一定的荷电态下，温度越高自放电速度也会越快。例如，锂离子电池在满电100％SOC荷电态下，在室温条件下的月自放电率为3％，在55℃以上的高温下自放电率可以达到10％，为室温下的3倍以上。一般来说，正常锂离子电池自放电小，且引起的容量损失大部分都可以恢复，该情况下的自放电属于可逆容量损失，只要工艺设计合理，电池一致性较好，我们认为这种自放电属于正常现象，不会影响电池正常使用。但是对于不可逆的容量损失，会影响电池的电化学性能，甚至会造成安全隐患，导致无法使用，所以必须通过自放电筛选将这种电池挑出。目前锂离子电池制造商一般采用的自放电筛选方法为，将电池在常温或者高温下满电搁置，经过一段时间，根据电池的压降来判断电池是否存在自放电。但是该方法在原理和工艺上存在严重不足，甚至会最终得出错误的判断。
技术实现思路
本专利技术主要解决原有锂离子电池自放电筛选方法不科学，在原理和工艺上存在严重不足，导致非自放电电池容易误判，而真正自放电电池却又难以检测到的技术问题；提供一种有效筛选自放电电池的方法，其方法更加科学，能够更加精确地筛选出自放电锂离子电池，从而保证了电池后续使用过程中优异的电化学性能和安全性能。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本专利技术一种有效筛选自放电电池的方法，包括如下步骤：①采用低电流充电方法确定电池的低压态电压拐点；②对电池进行充放电操作，最后经充电或放电使电池的电压刚好处在低压态电压拐点之上，待电池电压趋于稳定后，测量每一支电池的电压OCV1，并记录；③将电池在一设定温度下存放一段时间，测量每一支电池的电压OCV2，并记录；④计算每一支电池的压降值ΔV，ΔV＝OCV1-OCV2，ΔV超过一设定值的，即为需要筛选出的自放电电池。对于锂离子电池而言，满电情况下，电池体系内部处于高压不稳定态，在此状态下存在其他会造成电池整体电压下降的因素，如SEI膜的自我重组、电池本身工艺差异造成的虚电压高等。而这些造成电池整体电压下降的现象并不属于不可逆自放电现象，在后续充放电过程中电池体系会逐渐趋于平衡，不再存在电池整体电压下降的现象；半电情况下，电池电压处在较平坦段，短时间的存储无法精确有效地对自放电电池进行筛选；在较低荷电态，根据电池的放电曲线可以得知，曲线存在一个急剧下滑的坡度，即存在一个拐点，只要存在自放电，电压下降，就会有较大的压降值，这样根据电压下降情况就能精确有效地对自放电电池进行筛选。同时，电池荷电态越高，在搁置时间造成的不可逆损失也越大，这也是传统方法电池满电搁置筛选自放电的一个重要不足之处。由于自放电过程中电流极其微弱，很难在短时间内找出电池的低压态电压拐点，故在本技术方案中，采用适当的低电流充电方法来确定电池的低压态电压拐点，在确定好低压态电压拐点以后，经过一种较优的方式使电池电压刚好处在该拐点之上，待电池电压趋于稳定后，测试出每一支电池的初始电压OCV1，电池在一定温度下存储一段时间后，再测试出每一支电池的电压OCV2，最后计算整段时间内的电池的压降值ΔV，根据整体的压降值情况来对电池自放电进行分析判断，最后筛选出不合格的自放电电池。本专利技术方法更加科学，能够更加精确地筛选出自放电锂离子电池，同时也减少了在筛选自放电阶段造成的电池不可逆容量损失，从而保证了电池后续使用过程中优异的电化学性能和安全性能。作为优选，所述的步骤①包括如下步骤：a.在室温T1下，用充放电设备对生产正常的若干支满电态电池以0.02～0.05C倍率电流放电至空电，C为电池总容量，获得电池的总额定容量值；b.在室温T1下，用充放电设备对各电池以0.02～0.05C倍率电流充电0.5～1.5小时，静置0.25～0.75小时，测电池电压OCV，再以0.02～0.05C倍率电流充电0.5～1.5小时，静置0.25～0.75小时，测电池电压OCV，如此循环20～60次，每次所充容量除以电池的总额定容量值即为每次充电后电池的荷电态值SOC；c.根据步骤b中测得的数据，以OCV为Y轴、SOC为X轴作OCV-SOC曲线图；d.从OCV-SOC曲线图中找出电池的低压态电压拐点。自放电过程中电流极其微弱，很难在短时间内绘制出真实自放电下的放电曲线，本技术方案中采用适当的低电流充电方法来绘制电池的OCV-SOC曲线图，便于精确地找出电池的低压态电压拐点。电池的荷电态值SOC，也叫剩余电量，代表电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示，其取值范围为0～1，当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝1时表示电池完全充满。作为优选，所述的步骤②为：在室温T1下，用所述的充放电设备对各电池以0.1～0.5C倍率电流放电至空电，C为电池总容量，接着在室温T1下，用所述的充放电设备对各电池先以0.1～0.2C倍率电流恒流充电，电压到达我们的设定值之后，再进行恒压充电，直到电流值为0.02C倍率截止，最终使电池的电压刚好处在步骤①确定的低压态电压拐点之上，1～3小时后用电池测压仪测量每支电池的电压OCV1，并记录。作为优选，所述的步骤③为：将各电池放在一固定工装中，所述的固定工装挤压电池的两端，将电池压紧，将电池及固定工装置于温度可控的空间内，调整所述的空间内的温度达到温度T2，温度T2高于室温，使电池及固定工装在温度T2下搁置5～10天；然后从固定工装上取下电池，待电池温度恢复到测量电压OCV1时的温度后，用电池测压仪测量每支电池的电压OCV2，并记录。本技术方案中，T2＞T1，由于温度越高，电池自放电速度越快，故OCV1＞OCV2。固定工装可以设计成夹装一支电池的，也可以设计成可同时夹装多支电池的，使用能同时夹装多支电池的固定工装，处理起来更加方便，效率更高。本专利技术的有益效果是：方法更加科学，符合原理，能够更加精确地筛选出自放电锂离子电池，同时也减少了在筛选自放电阶段造成的电池不可逆容量损失，从而确保电池后续使用过程中优异的电化学性能和安全性能。本专利技术操作简单，所用设备平常，可以多次反复使用，总体成本较低廉。附图说明图1是本专利技术中用到的夹持电池的固定工装的一种立体结构示意图。图中1.底座，2.滑动隔板，3.气动装置，4.滑槽，5.滑块。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本实施例的一种有效筛选自放电电池的方法，对镍钴锰酸锂(523)/人造石墨体系软包装20Ah锂离子电池进行自放电筛选，包括如下步骤：①采用低电流充电方法确定电池的低压态电压拐点：a.在室温T1下，用充放电设备对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有效筛选自放电电池的方法，其特征在于包括如下步骤：①采用低电流充电方法确定电池的低压态电压拐点，步骤①包括如下步骤：a.在室温T1下，用充放电设备对生产正常的若干支满电态电池以0.02～0.05C倍率电流放电至空电，C为电池总容量，获得电池的总额定容量值；b.在室温T1下，用充放电设备对各电池以0.02～0.05C倍率电流充电0.5～1.5小时，静置0.25～0.75小时，测电池电压OCV，再以0.02～0.05C倍率电流充电0.5～1.5小时，静置0.25～0.75小时，测电池电压OCV，如此循环20～60次，每次所充容量除以电池的总额定容量值即为每次充电后电池的荷电态值SOC；c.根据步骤b中测得的数据，以OCV为Y轴、SOC为X轴作OCV‑SOC曲线图；d.从OCV‑SOC曲线图中找出电池的低压态电压拐点；②在室温T1下，用所述的充放电设备对各电池以0.1～0.5C倍率电流放电至空电，C为电池总容量，接着在室温T1下，用所述的充放电设备对各电池先以0.1～0.2C倍率电流恒流充电，电压到达我们的设定值之后，再进行恒压充电，直到电流值为0.02C倍率截止，最终使电池的电压刚好处在步骤①确定的低压态电压拐点之上，1～3小时后用电池测压仪测量每支电池的电压OCV1，并记录；③将各电池放在一固定工装中，所述的固定工装挤压电池的两端，将电池压紧，将电池及固定工装置于温度可控的空间内，调整所述的空间内的温度达到温度T2，温度T2高于室温，使电池及固定工装在温度T2下搁置5～10天；然后从固定工装上取下电池，待电池温度恢复到测量电压OCV1时的温度后，用电池测压仪测量每支电池的电压OCV2，并记录；④计算每一支电池的压降值ΔV，ΔV＝OCV1‑OCV2，ΔV超过一设定值的，即为需要筛选出的自放电电池。...

【技术特征摘要】
1.一种有效筛选自放电电池的方法，其特征在于包括如下步骤：①采用低电流充电方法确定电池的低压态电压拐点，步骤①包括如下步骤：a.在室温T1下，用充放电设备对生产正常的若干支满电态电池以0.02～0.05C倍率电流放电至空电，C为电池总容量，获得电池的总额定容量值；b.在室温T1下，用充放电设备对各电池以0.02～0.05C倍率电流充电0.5～1.5小时，静置0.25～0.75小时，测电池电压OCV，再以0.02～0.05C倍率电流充电0.5～1.5小时，静置0.25～0.75小时，测电池电压OCV，如此循环20～60次，每次所充容量除以电池的总额定容量值即为每次充电后电池的荷电态值SOC；c.根据步骤b中测得的数据，以OCV为Y轴、SOC为X轴作OCV-SOC曲线图；d.从OCV-SOC曲线图中找出电池的低压态电压拐点；②在室温T1下，用所述的充放电设...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂亮，厉蒋，左华通，
申请(专利权)人：杭州伯坦科技工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33