一种最高限定充电电压为４．２Ｖ的锂电池的电池容量的检测方法技术

本发明专利技术涉及一种锂电池容量的检测方法。锂电池容量的快速检测方法，其特征在于：根据锂电池容量的充、放电的曲线，对锂电池容量的进行快速检测。本发明专利技术具有测试时间短的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂电池容量的检测方法。技术背景评价电池的质量有多项技术指标，其中电池的容量是重要的技术指标之一。电池容量 的大小将直接关系到电池在经过一次标准充电(QB/T2502—2000)后能够使用的时间长短。 以锂离子电池为例；锂(离子)电池无论是在生产过程中，还是在市场流通销售过程中， 人们都对电池的容量给予关注、检测、监督。评价锂离子电池容量的标准一般参照我国现 行的两个标准中的规定1、 QB/T2502—2000 锂离子蓄电池总规范；2、 GB/T18287—2000 蜂窝电话锂离子电池总规范。 电池容量标准检测的两种方法如下1、 0.2C5A电流放电容量测试，在环境温度(20°C±5°C)的条件下，对电池以0.2C5A 恒流充电至限制电压后恒压充电直至充电电流小于0.01C5A，放置时间不小于l小时，对电 池以0. 2C5A恒流放电直至终止电压，其放电时间不少于5小时。2、 1CsA电流放电容量测试，在环境温度(2(TC土5。C)的条件下，对电池以lCsA恒流 充电至限制电压后恒压充电直至充电电流小于或等于0.01C5A，最长时间不超过8小时，停 止充电，电池放置不小于l小时后，以1C5A电流放电，放电时间不小于51分钟。上述两种对电池容量的检测所需的时间都比较长，第一种测试方法需要的时间一般不 少于8小时，第二种测试方法所需的测试时间最少不低于3小时。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测试时间短的。 为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是，其特征在于: 根据锂电池容量的充、放电的曲线，对锂电池容量的进行快速检测。 ，它包括如下步骤-1) 、当需测量某一类锂电池的容量时，取一批这类锂电池制作1CsA标准方法测试锂电 池容量的充、放电的曲线示意图其中，锂电池的放电曲线分为三个阶段，(1)、上拐点前 曲线段，即tl放电时间段，(2)、直线段，即tx时间放电段，也叫平台段，(3)、下拐点 曲线段，即t3放电时间段；VI表示放电平台起始电压，tl表示进入平台前放电时间，V2表示t2时间放电时 刻电压，t2表示5分钟放电时间，V3表示放电平台终止电压，tx表示计算出的直线段放电时间，t3表示离开平台后放电时间；!放电的时间T与放电电流I的乘积就等于电池的放电容量，容量单位用毫安时或安 时表示；2) 、通过对上述一批锂电池进行测试后，采用概率统计的方法可以得到该批锂电池的 放电平台起始电压的平均值VI ，、放电平台终止电压的平均值V3 f和离开平台后放电时间 的平均值t3^具体方法是首先取一批锂电池采用标准方法测试容量，测试过程中放电电压的变化及相对应的时 间每隔12秒被记录一次；在一系列的记录数据中首先查出各个锂电池3.6V—3.5V的放电 平台的斜率，根据放电平台斜率确定每一电池的放电平台终止电压V3、放电平台起始电压VI，测试出离开平台后放电时间t3;然后取平均值，得该批锂电池的放电平台起始电压的平均值V1"放电平台终止电压的平均值V3申和离开平台后放电时间的平均值t3"作为 这类锂电池所有单个锂电池的放电平台起始电压VI、放电平台终止电压V3和离开平台后放电时间t3;3) 、实际检测出平台前放电时间tl，确定放电平台段斜率；将需要进行测试的锂电池在1CsA电流的条件下进行恒流、恒压充电，恒定电压为4. 20V， 至充电电流为0.01C5A，此时认为锂电池充电完毕；然后用lCsA电流进行放电，锂电池在放 电过程中当进入放电平台段，即曲线的电平台起始电压V1时，记录平台前放电时间tl，其 放电平台起始电压VI为已知的放电平台起始电压的平均值VI ￥的值；继续将电池放电5分 钟，从而得到放电过程中t2时间放电时刻电压V2，由此可以计算出锂电池放电平台斜率a ， 见式(1)tga=Vl-V2/t2, (1)其中t2二5分钟；4) 、根据直线段的斜率'，计算出直线段放电时间tx;在步骤3)检测中得到了直线段的斜率，而放电平台终止电压V3为已知的放电平台终 止电压的平均值V3，的值，线段放电时间tx的放电时间可由式(2)计算tx =( Vl-V3)/tga (2)经过计算后得到了线段放电时间tx;平台前放电时间tl是实际测试得到，根据计算得 到直线段放电时间tx，离开平台后放电时间t3是已知的离开平台后放电时间的平均值t3平 的值，从而得到锂电池的总放电时间T，得到锂电池的放电容量C，C=TXI= ( tl+ tx+ t3) XI 将式(1)， (2)代入后可得；C=XI (3)。本专利技术采用上述方法，只需取所需检测的某一类锂电池的部分(即一批， 一般取100 只)，测试出这一批锂电池的放电平台起始电压V1、放电平台终止电压V3和离开平台后放 电时间t3，用概率统计方法得该批锂电池的放电平台起始电压的平均值V1申、放电平台终 止电压的平均值V3申和离开平台后放电时间的平均值t3 ￥,作为这类锂电池所有单个锂电 池的放电平台起始电压VI、放电平台终止电压V3和离开平台后放电时间t3。当采用快速 测量这一类锂电池某一电池的容量时，实际测试得到V2，通过计算得到斜率(VI已知，概 率统计方法得到V1)，再计算得到tx; tl是实际测试得到(到达V1时的时间，VI已知，概 率统计方法得到V1)，从而得到了锂电池的总放电时间T (tl+tx+t3)，最后得到锂电池的放 电容量C。由图1可知当采用快速方法测试电池容量时，由于概率统计方法预先 己知该批电池的下拐点电压V3和离开平台后放电时间t3，因此对电池的测试只需要进行到 t2时间段,测试结束。其时间大约是标准方法测试时间的1/4。 附图说明图1是正常情况下充、放电的曲线示意图 图2是不同容量电池的放电曲线比较示意中Vl-放电平台起始电压；tl-进入平台前放电时间(或称上拐点放电时间)；V2 -t2时间放电时刻电压；t2-5分钟放电时间；V3-放电平台终止电压；tX-直线段放电时间(或称平台放电时间)；t3-离开平台后放电时间(或称下拐点放电时间)。具体实施方式，根据锂电池容量的充、放电的曲线，对锂电池容量的进 行快速检测。一、锂电池容量的实质(以锂离子电池为例)1、 能量的转换锂离子电池的化学能与物理能之间的可逆转换不同于镍镉、镍氢电池， 在电池的正、负极板上所发生的不是氧化还原反应，而是一种锂离子浓差的变化。充电时， 正极板上的锂离子从正极脱嵌通过电解质、隔膜，嵌入到负极层状结构的碳材料层间，负极处于富锂态，正极处于贫锂态。放电则是相反。当电池的正极材料是LiCo02，负极材料 是层状石墨时，锂离子电池的充、放电的化学表达式为充电LiCo02 + 6C Li l-x + Co02 + Li x C6 放电由上式可见锂离子电池能量的转换实际上就是锂离子在电池正、负极板之间的转移。 反应正向进行吸收能量，反向进行放出能量。2、 电池容量电池在放电过程中活性物质能够从负极层状结构的碳材料层间脱嵌到正 极板的量决定了电池的放电容量。在实际电池的生产过程中，电池的容量一般分标称容量 和实际容量。标称容量是指制造商在电池出厂时确保电池容量的最低值，实际容量是指电 池在规定的条件下的实际放电容量。电池制造商在设计、生产电池时除了根据正负极材料 的理论容量配料本文档来自技高网...

【技术保护点】
锂电池容量的快速检测方法，其特征在于：根据锂电池容量的充、放电的曲线，对锂电池容量的进行快速检测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周汉文，林浩，祝诒沿，
申请(专利权)人：周汉文，林浩，祝诒沿，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]