一种锂离子电池单体过充电稳定性的测试及评价方法技术

本发明专利技术创造提供了一种锂离子电池单体过充电稳定性的测试方法，包括测量锂离子电池的放电容量；对锂离子电池多次小幅度过充电循环后的容量进行标定两个步骤，还包括其测试方法。通过对锂离子的过充电稳定性的测试和评价，分析锂离子电池在实际使用过程中能否耐受多次小幅度过充电情况而保持性能稳定，促进电池工艺水平提高，增加电动汽车用锂离子电池的稳定性和安全性，并为锂离子电池的性能和安全性评价提供一种新的评价方法。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池单体过充电稳定性的测试及评价方法
本专利技术创造属于新能源
，尤其是涉及一种锂离子电池单体过充电稳定性的测试及评价方法。
技术介绍
近年来，锂离子电池在电动汽车领域的广泛应用促进了其技术快速发展。为了满足电动汽车高速行驶、长续航历程、长使用年限的要求，锂离子电池在能量密度、循环寿命和安全性等技术方面都需要进行提升。电动汽车的充电是影响电池安全性的一个关键问题，其中一个重要问题是电池的过充电问题。一方面，由于电池单体之间的一致性差异，在经过长时间的使用后，电池单体之间的容量、内阻、产热等基本参数都会出现差异，这些差异会导致部分电池单体在快速充电过程中更早的达到截止电压，并由于极化问题而导致轻微过充电。另一方面，随着电池老化，如果电池管理系统对于电池单体的荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)估计精度有误，在充电的过程中也可能会造成过充电的问题。从原理上说，过充电会由于电池内部锂源损失而导致容量衰减，并增加内短路的安全隐患。随着动力电池技术的快速发展，作为其评价手段的动力电池测试技术也得到了长足进步。在动力电池的过充电测试方法上，我国国家标准GB/T31485-2015对于动力电池单体提出的测试方法是“以1I1(A)电流恒流充电至电压达到企业技术条件中规定的充电终止电压的1.5倍或充电时间达1小时后停止充电”。然而在动力电池的实际使用中，由于电池管理系统的存在，电池基本不可能长时间过充电，而是会由于上述原因，更容易出现小幅度的多次过充电现象。然而由于电池系统中存在串联和并联的电池，一些过充电的电池不一定能够被发现，使电动汽车存在安全隐患。如何测试和评价动力电池针对这种小幅度多次过充电的稳定性，是一个需要解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种锂离子电池单体过充电稳定性的测试及评价方法，以通过对锂离子的过充电稳定性的测试和评价，分析锂离子电池在实际使用过程中能否耐受多次小幅度过充电情况而保持性能稳定，促进电池工艺水平提高，增加电动汽车用锂离子电池的稳定性和安全性，并为锂离子电池的性能和安全性评价提供一种新的评价方法。为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：一种锂离子电池单体过充电稳定性的测试方法，包括测量锂离子电池的放电容量；对锂离子电池多次小幅度过充电循环后的容量进行标定两个步骤；其中测量锂离子电池的放电容量具体包括如下步骤：(1)以1I1恒定电流将电池放电至截止电压，其中I1为单体额定容量大小对应电流值；(2)静置使电池温度恢复室温；(3)以1I1恒定电流对电池充电至截止电压，转为恒电压充电至电流降低至0.05I1-0.1I1；该参数若大于0.1I1，则会造成恒电压充电过程时间过短，对D0参数的获取精度造成影响；该参数若小于0.05I1，则会使恒电压充电过程时间过长，导致该方法的整体实施时间大幅延长。(4)静置使电池温度恢复室温；(5)以1I1恒定电流对电池放电至截止电压，记录放电容量D0；其中对锂离子电池多次小幅度过充电循环后的容量进行标定的具体包括如下步骤：(A)以1I1恒定电流对电池充电至充电容量达到D0的1.05倍；1.05倍的参数能够与《锂离子电池过充电稳定性评价表》对应，高效、准确的评价电池样品的过充电稳定性的测试方法。若该参数更高，则会与测试样品的实际应用情况不符，且会导致电池发热严重，并造成内短路等安全隐患，样品会在较短的实验周期中损坏，无法获得真实的测试结果；若该参数更低，则会大幅延长测试时间，并使评价结果均高于B级以上，无法起到分级评价的作用。(B)静置使电池温度恢复室温后，重复上述步骤(1)-(4)；(C)以1I1恒定电流对电池放电至截止电压，记录放电容量Dn；(D)静置使电池温度恢复室温后，计算Dn/D0值，如果Dn/D0＞0.7，则重复步骤(A)-(C)；如果Dn/D0≤0.7，则测试停止，记录循环次数n。本方法中设置的参数“0.7”若设置过高，则会使测试结果偏低；若设置过低，则会使测试结果偏高。一种锂离子电池单体过充电稳定性的评价方法，将锂离子电池单体经过权利要求1-2任一项所述的测试方法测试之后，对其测试结果进行评价：当所述循环次数n≥50时，锂离子电池单体过充电稳定性为优秀；当所述循环次数40≤n＜50时，锂离子电池单体过充电稳定性为良好；当所述循环次数30≤n＜40时，锂离子电池单体过充电稳定性为合格；当所述循环次数n＜30时，锂离子电池单体过充电稳定性为不合格；当电池在步骤(A)-(C)的过程中出现起火、爆炸、漏液、断路、短路的安全问题无法继续进行测试时，锂离子电池单体过充电稳定性为不合格且电池失效。根据本专利技术提出的《锂离子电池过充电稳定性评价表》，对锂离子电池过充电稳定性进行分级。A代表电池过充电稳定性优秀；B代表电池过充电稳定性良好；C代表电池过充电稳定性合格；D代表电池过充电稳定性不合格；E代表电池过充电稳定性不合格且电池失效，与D级相比更差。表1锂离子电池过充电稳定性评价表测试结果级别n≥50A40≤n＜50B30≤n＜40Cn＜30D电池失效E相对于现有技术，本专利技术创造所述的锂离子电池单体过充电稳定性的测试及评价方法具有以下优势：通过对锂离子的过充电稳定性的测试和评价，分析锂离子电池在实际使用过程中能否耐受多次小幅度过充电情况而保持性能稳定，促进电池工艺水平提高，增加电动汽车用锂离子电池的稳定性和安全性，并为锂离子电池的性能和安全性评价提供一种新的评价方法。基于锂离子电池在充电过程由于电池单体之间一致性差、电能质量低、充电策略不匹配等易发生的安全问题，设计测试方法来验证锂离子电池对于多次小幅度过充电情况的稳定性。《锂离子电池过充电稳定性评价表》的提出，能够对锂电池的过充电稳定性进行明确分级评价，帮助电动汽车及储能企业根据自身需要对电池进行选型，促进电池工艺水平提高。本专利技术的提出有助于增加电动汽车用锂离子电池实际使用过程的安全性，为锂离子电池的测试和评价提供一种新的方法。附图说明构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：图1为本专利技术创造实施例所述的锂离子电池单体过充电稳定性测试和评价流程图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术创造。实施例1选取额定容量为2.35Ah的18650型锂离子单体为测试对象，进行过充电稳定性测试和评价。具体流程为：1.测量锂离子电池的放电容量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池单体过充电稳定性的测试方法，其特征在于：包括测量锂离子电池的放电容量、对锂离子电池多次小幅度过充电循环后的容量进行标定两个步骤；/n其中测量锂离子电池的放电容量具体包括如下步骤：/n(1)以1I

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池单体过充电稳定性的测试方法，其特征在于：包括测量锂离子电池的放电容量、对锂离子电池多次小幅度过充电循环后的容量进行标定两个步骤；
其中测量锂离子电池的放电容量具体包括如下步骤：
(1)以1I1恒定电流将电池放电至截止电压，其中I1为单体额定容量大小对应电流值；
(2)静置使电池温度恢复室温；
(3)以1I1恒定电流对电池充电至截止电压，转为恒电压充电至电流降低至0.05I1-0.1I1；
(4)静置使电池温度恢复室温；
(5)以1I1恒定电流对电池放电至截止电压，记录放电容量D0；
其中对锂离子电池多次小幅度过充电循环后的容量进行标定的具体包括如下步骤：
(A)以1I1恒定电流对电池充电至充电容量达到D0的1.05倍；
(B)静置使电池温度恢复室温后，重复上述步骤(1)-(4)；
(C)以1I1恒定电流对电池放电至截止电压，记录放电容量Dn；
(D)静置使电池温度恢复室温后，计算Dn/...

【专利技术属性】
技术研发人员：马天翼，王芳，徐大鹏，陈立铎，樊彬，林春景，刘仕强，孙昱晗，
申请(专利权)人：中汽研汽车检验中心天津有限公司，中国汽车技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12