一种动力锂电池组及其配组筛选方法技术

本发明专利技术公开了一种动力锂电池组，由两个以上单体电芯构成，单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI膜阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别在1％‑5％之间。本发明专利技术还公开了一种动力锂电池组的配组筛选方法，采用交流阻抗法测试单体电芯的欧姆阻抗Ro、SEI膜阻抗RSEI、电荷交换阻抗Rct和固相扩散阻抗RD以及放电容量C，然后根据单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI膜阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别在1％‑5％之间的标准进行配组，获得动力锂电池组。本发明专利技术所配组成的电池组循环寿命到2500次时还有88％的容量，使用寿命大大延长，解决了目前二次电池组装的组合电池寿命短的问题。

A Power Lithium Battery Pack and Its Matching Screening Method

【技术实现步骤摘要】
一种动力锂电池组及其配组筛选方法
本专利技术涉及动力锂电池组。同时，本专利技术还涉及该动力锂电池组的配组筛选方法。
技术介绍
动力锂电池的实际使用大多数是高电压和大容量，因为必须需要多个单体电芯组合而成，而如何选择一致性好的电芯尤为重要。目前，常规的筛选方法是根据电芯的放电容量、放电平台、CV(恒压)充电时间、CC(恒流)充电时间、内阻等因素进行电池的分选，这些分选方法主要针对电池的外部特征，分选效果一般。以电压进行分选，此方法利用电压一致性进行分类，考虑了带负载时的电压情况，却无法消除荷电时间、荷载变化和输出容量等因素的影响。以容量进行分选，只能说明在设定的充放电条件下的容量相对接近，但仅仅电池放电容量一个参数不能反映电池的综合性能，由于组合体中单体电池其他性能指标不一致，会造成电池组寿命缩短、容量降低，整体性能随之降低，是组合电池短时间内损坏的主要原因。以电池内阻进行分选，虽然保证了电池使用初期的电阻一致性，但经过长期使用后，由于电池内部离子通道、电子通道的劣化，以及电池内部化学物质活性的降低，均会使电池内阻不同程度的增加，加重了电池的极化差异性，使电池容量无法及时释放。由于这种方法是在1KHz的频率下测量得出的，所以并没有充分反映电池在各种充放电情况下的匹配度。也基于上述原因，现有常规筛选方法获得的组合电池寿命不尽如意，循环到2000次电容量就衰减至78％。
技术实现思路
本专利技术目的之一旨在提供一种动力锂电池组，其根据单体电芯的放电容量C、欧姆阻抗Ro、SEI膜阻抗RSEI、电荷交换阻抗Rct和固相扩散阻抗RD五要素在单体电芯之间的差进行配组，所得动力电池组的寿命长于常规的筛选方法。本专利技术目的之二旨在提供一种动力锂电池组的配组筛选方法。为了实现目的之一，本专利技术提供以下技术方案：一种动力锂电池组，由两个以上单体电芯构成，单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别在1％-5％之间。优选地，本专利技术所述的单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别在1.0％-2.0％之间。所述的单体电芯选择二次电池，包括但不限于磷酸铁锂电池、三元锂电池和钛酸锂电池等的任意一种。本专利技术的目的之二通过以下技术方案来实现：一种动力锂电池组的配组筛选方法，采用交流阻抗法测试单体电芯的放电容量C、欧姆阻抗Ro、SEI膜阻抗RSEI、电荷交换阻抗Rct和固相扩散阻抗RD，然后根据单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别在1％-5％之间的标准进行配组，获得动力锂电池组。优选地，本专利技术所述的单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别在1.0％-2.0％之间。所述交流阻抗法的扫描频率优选100KHz-0.01Hz。所述的单体电芯选择二次电池，包括但不限于磷酸铁锂电池、三元锂电池和钛酸锂电池等的任意一种。本专利技术的有益效果是：本专利技术使用交流阻抗法测试单体电芯，通过扫描，获得单体电芯的欧姆阻抗RO、SEI膜阻抗(RSEI)、电荷交换阻抗Rct以及固相扩散阻抗RD。其中，欧姆阻抗RO反映的电解液的离子阻抗和电极活性颗粒之间的电子阻抗，RSEI反映的是SEI膜层电子和离子阻抗，Rct反映的是阴阳极固液界面电荷交换阻抗，RD反映的锂离子在固相中扩散阻抗，以上四个代表锂电池的本质和变化，最能反映个体之间的差异，因而对组合电池而言，考虑它们之间的一致性配组最有效果，而且经过试验，证明所配组成的电池组循环寿命到2500次时还有88％以上的容量，使用寿命大大延长。附图说明图1是实施例一的48V动力锂电池组电化学交流阻抗标准图；图2是实施例一的48V动力锂电池组单体电芯的放电容量曲线图；图3是实施例一的48V动力锂电池组循环测试曲线图。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本专利技术的权利要求做进一步的详细说明，但不构成对本专利技术的任何限制，任何在本专利技术权利要求保护范围内所做的有限次修改，仍在本专利技术的权利要求保护范围内。实施例一采用交流阻抗法扫描各个作为单体电芯的二次电池的放电容量C、欧姆阻抗Ro、SEI膜阻抗RSEI、电荷交换阻抗Rct和固相扩散阻抗RD，扫描频率为100KHz，二次电池为三元锂电池。取14个单体电芯，按单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI膜阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别为1％进行配组，获得48V，50Ah的三元锂电池组。经循环测试，循环至2500次时，电容量还有90％。实施例二采用交流阻抗法扫描各个作为单体电芯的二次电池的放电容量C、欧姆阻抗Ro、SEI膜阻抗RSEI、电荷交换阻抗Rct和固相扩散阻抗RD，扫描频率为90KHz，二次电池为三元锂电池。取14个单体电芯，按单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别为2％进行配组，获得48V，50Ah的三元锂电池组。经循环测试，循环至2500次时，电容量还有88％。实施例三采用交流阻抗法扫描各个作为单体电芯的二次电池的放电容量C、欧姆阻抗Ro、SEI阻抗RSEI、电荷交换阻抗Rct和固相扩散阻抗RD，扫描频率为50KHz，二次电池为三元锂电池。取14个单体电芯，按单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别为5％进行配组，获得48V，50Ah的三元锂电池组。经循环测试，循环至2500次时，电容量还有88％。实施例四采用交流阻抗法扫描各个作为单体电芯的二次电池的放电容量C、欧姆阻抗Ro、SEI阻抗RSEI、电荷交换阻抗Rct和固相扩散阻抗RD，扫描频率为0.01HzHz，二次电池为钛酸锂电池。取20个单体电芯，按单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别为1％进行配组，获得48V，20Ah的钛酸锂锂电池组。经循环测试，循环至2500次时，电容量还有95％。实施例五采用交流阻抗法扫描各个作为单体电芯的二次电池的放电容量C、欧姆阻抗Ro、SEI膜阻抗RSEI、电荷交换阻抗Rct和固相扩散阻抗RD，扫描频率为10KHz，二次电池为钛酸锂电池。取20个单体电芯，按单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别为2％进行配组，获得48V，20Ah的钛酸锂锂电池组。经循环测试，循环至2500次时，电容量还有92％。实施例六采用交流阻抗法扫描各个作为单体电芯的二次电池的放电容量C、欧姆阻抗Ro、SEI膜阻抗RSEI、电荷交换阻抗Rct和固相扩散阻抗RD，扫描频率为20KHz，二次电池为钛酸锂电池。取20个单体电芯，按单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别为5％进行配组，获得4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力锂电池组，由两个以上单体电芯构成，其特征是，单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI膜阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别在1％‑5％之间。

【技术特征摘要】
1.一种动力锂电池组，由两个以上单体电芯构成，其特征是，单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI膜阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别在1％-5％之间。2.根据权利要求1所述动力锂电池组，其特征是，所述的单体电芯之间的放电容量C之差、欧姆阻抗Ro之差、SEI阻抗RSEI之差、电荷交换阻抗Rct之差和固相扩散阻抗RD之差分别在1.0％-2.0％之间。3.根据权利要求1或2所述动力锂电池组，其特征是，所述的单体电芯选择二次电池，包括但不限于磷酸铁锂电池、三元锂电池和钛酸锂电池中的一种。4.一种动力锂电池组的配组筛选方法，其特征是，采用交流阻抗法测试单体电芯的欧姆阻抗Ro、SEI阻抗RSEI、电荷交换阻抗Rct和固相扩散阻抗R...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈性保，许杰，
申请(专利权)人：东莞市坤乾新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44