一种可维护再生电池的维护再生次数及循环寿命估测方法技术

本发明专利技术提供了一种可维护再生电池的维护再生次数及循环寿命预测方法。通过对可维护再生电池进行循环充放电并进行维护再生，测量并记录电池首次维护再生前以及每次维护再生后放电容量保持率与电池循环次数的关系曲线，利用曲线拟合的方式预测可维护再生电池在达到最终的终止放电容量保持率时的总维护再生次数以及总循环次数。通过本发明专利技术的可维护再生电池的循环寿命预测方法可以方便、快速地估算不同目标容量保持率下可维护再生电池的维护再生次数与循环充放电总次数，提高了可维护再生电池寿命估算的准确性和实用性，并且为提升电池使用过程中的经济性提供了参考。池使用过程中的经济性提供了参考。池使用过程中的经济性提供了参考。

【技术实现步骤摘要】
一种可维护再生电池的维护再生次数及循环寿命估测方法


[0001]本专利技术涉及电池领域，具体地涉及一种可维护再生电池的维护再生次数及循环寿命估测方法。

技术介绍

[0002]电池在充放电使用过程中会出现容量下降与性能劣化，可以通过维护的方式对电池进行再生，恢复电池性能与容量，显著延长电池寿命。
[0003]现有的电池寿命估算方法大多是通过前期电池循环充放电测试数据建立数学模型，进而推算目标容量保持率下的循环次数。但这种估算方法并未考虑维护再生操作对电池容量保持率的影响，不适用于估算目标容量保持率下可维护再生电池的维护再生次数与循环充放电总次数。因此，需要建立一种合理的电池寿命估测方法，用以快速、准确地估测电池的维护再生次数和寿命，缩短电池新产品的研发与测试周期。

技术实现思路

[0004]针对以上存在的问题，本专利技术提供一种可维护再生电池的维护再生次数及循环寿命估测方法。通过对可维护再生电池进行循环充放电并进行少次维护再生，测量并记录电池首次维护再生前以及每次维护再生后放电容量保持率与电池循环次数的关系曲线，利用曲线拟合的方式估测可维护再生电池在达到最终的终止放电容量保持率时的总维护再生次数以及总循环次数。通过本专利技术的可维护再生电池的维护再生次数及循环寿命估测方法可以方便、快速地估算不同目标容量保持率下可维护再生电池的维护再生次数与循环充放电总次数，提高了可维护再生电池寿命估算的准确性和实用性，并且为提升电池使用过程中的经济性提供了参考。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]根据本专利技术提供一种可维护再生电池的维护再生次数及循环寿命估测方法，对电池进行循环充放电，某次循环放电容量与额定放电容量的比值为放电容量保持率η，记录放电容量保持率η并通过以下步骤进行估测，维护再生次数及循环寿命估测方法包括：步骤一，测试电池额定功率下的额定放电容量，电池首次放电的初始放电容量保持率为η0，设定维护再生前可接受的最低放电容量保持率η
a
，当电池维护再生前在循环充放电过程中放电容量为最低放电容量保持率η
a
时准备维护再生，记录单位区间电池循环次数N
s
，此处的维护再生方法可以是注液、换液、清洗和SEI膜稳定再生等等；步骤二，将电池进行P次维护再生并且每次维护再生后电池循环充放电的次数为单位区间电池循环次数N
s
，其中P≥2，记录每次维护再生后电池在规定倍率下的起始放电容量保持率η
+1
....、η
+P
，记录每次维护再生后电池循环充放电达到单位区间电池循环次数N
s
次时电池的截止放电容量保持率η-1
、......、η-P
步骤三，通过初始放电容量保持率η0、每次维护再生后的起始放电容量保持率η
+1
、......、η
+P
来拟合起始放电容量衰减曲线N＝F(η
+
)，通过首次维护再生前可接受的最低放电容量保持率η
a
、每次维护再生后的截止放电容量保持率η-1
、......、η-P
来拟合截止放
电容量衰减曲线N＝f(η-)；步骤四，设定可维护再生电池寿命终止时的终止放电容量保持率为η
e
，通过利用起始放电容量衰减曲线和截止放电容量衰减曲线来确定可维护再生电池的循环次数上限N
e_max
和循环次数下限N
e_min
，得到可维护再生电池的循环次数上限N
e_max
和循环次数下限之间N
e_min
的循环寿命范围。具体地讲，单位区间内的循环测试均可利用现有的各种循环寿命测试或加速测试的方法，如温度加速法、电压加速法、电流加速法等，优选每个单位区间均采用同种循环测试方法。利用充放电设备在规定充放电模式，如恒流充放电、恒流恒压充放电、恒功率充放电、脉冲充放电、阶跃充放电或以上一种或几种组合的充放电模式下对待估测循环寿命的可维护再生电池进行循环充放电。电池可以满充满放，但是根据实际使用情况，可优选在20％-80％SOC(电池荷电状态)区间进行充放电循环，也就是说，电池充电至80％SOC时停止充电并开始进行放电，电池放电至20％SOC时停止放电并开始进行下一次充电，以此类推。当电池进行循环充放电时，由于材料界面的老化和正负极材料表面结构改变，放电容量会随循环次数下降。初始放电容量保持率η0通常可被认定为100％，即，电池初始放电时可以完全释放充入的电量。设定首次维护再生前可接受的最低放电容量保持率η
a
，首次维护再生前的最低放电容量保持率η
a
的范围例如设定为70％-95％，也就是说，当电池放电时的电量只达到额定放电容量的70％-95％时，认为电池需要进行维护再生，记录此时电池的循环次数N
s
——即首次维护再生前的单位区间内的电池循环充放电次数，并且记录在单位区间内的循环充放电次数N与放电容量保持率η之间的对应关系，该对应关系可以为几个离散点或者可以为连续曲线。根据本专利技术的方法，在记录首次维护再生前的单位区间内电池循环次数N
s
后，在随后的每次维护再生后电池的循环充放电次数均设定为单位区间电池循环次数N
s
，当电池循环充放电次数达到单位区间电池循环次数N
s
时进行下一次电池维护再生，这样可以使得维护再生次数的估算和总循环次数的估算更为简便。维护再生次数P优选为2至4次，这样既可以保证提供充分的记录数据，又不至于导致过长的测试耗时。在维护再生后的单位区间(即，循环充放电N
s
次)内，记录电池的起始放电容量保持率η
+1
....、η
+P
以及电池的截止放电容量保持率η-1
、......、η-P
，还可以记录在维护再生后的单位区间内的循环充放电次数N与放电容量保持率η之间的对应关系。通过初始放电容量保持率η0、记录的每次维护再生后的起始放电容量保持率η
+1
、......、η
+P
来拟合起始放电容量衰减曲线，通过设定的维护再生前的最低放电容量保持率η
a
、记录的每次维护再生后的截止放电容量保持率η-1
、......、η-P
来拟合截止放电容量衰减曲线。设定可维护再生电池寿命终止时的终止放电容量保持率η
e
，终止放电容量保持率η
e
的范围可以为40％-80％。将终止放电容量保持率η
e
的数值分别代入起始放电容量衰减曲线和截止放电容量衰减曲线，得到可维护再生电池的循环次数上限N
e_max
和循环次数下限N
e_min
，从而可以得出介于可维护再生电池的循环次数上限N
e_max
和循环次数下限N
e_min
之间的循环寿命范围。
[0007]在可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可维护再生电池的维护再生次数及循环寿命估测方法，其特征在于，所述维护再生次数及循环寿命估测方法包括：步骤一，测试电池额定功率下的额定放电容量，对电池进行循环充放电，记录放电容量保持率η，电池的首次放电的初始放电容量保持率为η0，设定维护再生前的最低放电容量保持率η
a
，当电池维护再生前在循环充放电过程中放电容量保持率为所述最低放电容量保持率η
a
时准备维护再生，记录单位区间电池循环次数N
s
；步骤二，将电池进行P次维护再生并且每次维护再生后电池循环充放电的次数为所述单位区间电池循环次数N
s
，其中P≥2，记录每次维护再生后电池首次放电的起始放电容量保持率η
+1
……
、η
+P
，记录每次维护再生后电池循环充放电N
s
次时电池的截止放电容量保持率η-1
、
……
、η-P
；步骤三，通过初始放电容量保持率η0、每次维护再生后的起始放电容量保持率η
+1
、
……
、η
+P
来拟合起始放电容量衰减曲线N＝F(η
+
)，通过维护再生前的最低放电容量保持率η
a
、每次维护再生后的截止放电容量保持率η-1
、
……
、η-P
来拟合截止放电容量衰减曲线N＝f(η-)；步骤四，设定可维护再生电池寿命终止时的终止放电容量保持率为η
e
，通过利用起始放电容量衰减曲线N＝F(η
+
)和截止放电容量衰减曲线N＝f(η-)来确定可维护再生电池的循环次数上限N
e_max
和循环次数下限N
e_min
，得到可维护再生电池的循环次数上限N
e_max
和循环次数下限之间N
e_min
的循环寿命范围。2.根据权利要求1所述的可维护再生电池的维护再生次数及循环寿命估测方法，其中，通过利用公式将可维护再生电池的所述循环次数下限N
e_min
与所述单位区间电池循环次数N
s
的比值向下取整，得到可维护再生电池在到达终止放电容量保持率η
e
之前所需的总维护再生次数M
e
。3.根据权利要求2所述的可维护再生电池的维护再生次数及循环寿命估测方法，其中，估测可维护再生电池的总循环次数N
e
的方法包括：步骤一，当维护再生次数m＝0时，在首次维护再生前的电池充放电测试过程中，根据测试记录的充放电次数N与放电容量保持率η的变化关系曲线，进行曲线拟合得到首次维护再生前的电池放电容量衰减函数N＝k(h0，i0，
…
，j0，η)，求解出首次维护再生前的电池放电容量衰减函数的各项参数值h0、i0、
…
、j0；步骤二，当维护再生次数m＝P时，其中P≥2，在每次维护再生后的电池充放电测试过程中，根据测试记录的充放电次数N与放电容量保持率η的变化关系曲线，进行曲线拟合得到每次维护再生前的电池放电容量衰减函数N＝k(h1，i1，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹丹，何颖源，孙晨宇，张彬，陈永翀，
申请(专利权)人：北京好风光储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：