一种锂二次电池组的配组方法技术

本发明专利技术一种锂二次电池组的配组方法属于二次电池领域，（1）将电池充放电1～3个循环，记录最后一次放电容量C0，设定容量下限，取C0不小于下限容量的电池为合格电池；（2）继续以0.01C5～0.5C5放电至放电截止电压Vd2.0V～3.0V，将电池放电至空电状态；（3）将步骤（2）放电后的空电状态的电池补入容量C1；（4）电池于20～50℃环境下储存t1时间，测量记录储存后电池电压V1，而后继续将电池在20～50℃环境下储存t2时间，测试储存后电池电压V2，计算电压差ΔV=V2-V1，设定ΔV范围，（5）取电池按照一定的容量配组标准对电池进行分组，本发明专利技术的电池组配组方法优点是电池组中各单体电池自耗电隐患小，电池放电一致性好，电池组组装安全，电池组可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于二次电池领域，特别是涉及一种锂离子电池组的电池配组方法。
技术介绍
随着锂离子电池的快速发展，锂离子电池作为动力、储能电源亦开始得到大量应用。与手机等小型移动用电设备相比，动力、储能电池所需要储能电源输出功率高，使用寿命长，这就要求电池进行多并、多串的组合，电池组的价格高，价值大，因此，对电池可靠性和一致性提出了更高的要求。电池组中任意单体电池的功能性失效,均会导致整个电池组的功能性失效，甚至会引发电池的安全性失控等问题。为保证电池组中各单体电池的一致性,需要对电池进行筛选、分组，以确保电池组中各单体电池的一致性。电池的一致性指标 有容量、电压、放电平台、内阻、自耗电速度等。其中，以电池的自耗电速度尤为重要，且难以甄别。在没有均衡充放电的体系中，因自耗电不同，经过长时间的储存和使用，电池的一致性会发生很大的变化。目前行业标准的自耗电测试方法是充饱电(S0C 100%)搁置I个月测荷电保持率，生产上普遍采用的电池自耗电测试方法为将电池充至满电状态(S0C90 100%)或半电状态(S0C 40 60%)，而后对电池进行常温储存或高温储存，通过考察储存前后电池的电压降以检测电池的自耗电水平。此类方法的缺陷是满电状态或半电状态下，锂离子电池的电压-容量关系不明显；对于磷酸铁锂型电池而言，满电状态或半电状态下电压-容量关系很不明显。因此，采用上述方法需要通过长时间的储存方能有一定效果，不利于大规模生产应用。同时，电池的荷电状态越高，电池储存和组装时安全隐患越大。满电状态或半电状态的电池，自耗电挑选测试时间长，一般15 30天，批量生产周期长，资金积压大，成本高，客户对交期不满意；缩短挑选测试时间，自耗电偏大的电芯挑不出来，产品出到客户处检验不合格，客户抱怨。电池组质量可靠性跟交期成本形成矛盾。中国专利申请CN101764259A公布了荷电50 90%储存7 14天的挑选自耗电的方法，荷电较高，挑选时间较长。挑选电池时，在制品在制程中有自耗电合格的电池，也有自耗电大的电池，高荷电态下，自耗电大的电池容易发热，存在自热自燃的风险，产生高于130°C的高温，会使其邻近的电池内部隔膜熔化，相继发生内部短路，发生连锁反应；很多电池厂起火，皆因电池自热自燃；在荷电50 90%储存，电池电压处于电池放电电压平台段，电压相对平稳，不容易通过电压反映电池的自耗电水平，需要较长时间，也不能全部识别出自耗电大的电池，会有漏网之鱼，混入电池组中，成为日后产品功能损失和爆炸起火的隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是避免现有技术中的不足之处，而提供一种利于大规模生产应用，自耗电挑选测试时间短，对电池进行快速配组，电池组装安全，可靠性高的。通过研究分析钴酸锂锂离子电池、锰酸锂锂离子电池、镍钴锰酸锂锂离子电池、磷酸铁锂锂离子电池等锂离子电池的放电曲线，发现放电初始时由于极化作用，电压很快掉下来，中间阶段相对平稳，放电末段几乎直线下降，有O 10%容量在末段放出。利用锂离子电池放电平台平、后段斜线直的特点，我们可以找出斜线段电压跟剩余容量的比例关系，就可以根据储存电压变化来计算自耗电率。在荷电0 10%的空电状态或低荷电状态，如果电池有漏电，搁置I 10天时间内电压很容易发生变化，通过电压变化可以计算I 10天的自耗电率。在荷电0 10%的空电状态或低荷电状态，如果电池发生内部短路，其释放的能量不足以使其自身升温到燃点以 上，也不能加热其邻近的电池，不能使邻近的电池内部隔膜熔化，不会发生连锁反应，不会发生爆炸起火事故。通过将电池以小电流放电至空电状态或低荷电状态，或补充少量电荷至低荷电状态，在空电状态或低荷电状态下(S0C 0 10%)经短时间储存并挑选电池电压，剔除自耗电大的低压的电池，同时，在空电状态或低荷电状态下对电池组进行装配，从而达到快速配组、电池组装安全、电池组可靠性高的目的。本专利技术的目的是通过以下步骤来实现的 (I)将电池充放电I 3个循环，记录最后一次放电容量Ctl，设定下限容量，取Ctl不小于下限容量的电池为合格电池；下限容量是生产工艺定义的最低合格容量，一般为额定容量C5，或者比额定容量略高以保证发给客户的电池达到额定容量C5以上，范围5 500Ah。电池充放电是0.1 C5 5 C5恒流充电至充电截止电压V。，充电截止电压4. 2V 3. 6V，转恒压充电至0.01 C5 0.5 C5截止，0.2 C5 10 C5恒流放电至放电截止电压Vd。放电截止电压3V 2V。充电截止电压V。根据电池体系确定，如钴酸锂-石墨体系为4. 2V，磷酸铁锂-石墨体系为3. 6V。放电截止电压Vd也根据电池体系确定，如钴酸锂-石墨体系为3V，磷酸铁锂-石墨体系为2V。额定容量是生产厂标明的电池或电池组容量，指电池或电池组在环境温度为23°C ±2°C条件下，以5h率放电至终止电压时所应提供的电量，用C5表示，单位为Ah (安培小时)或mAh (毫安小时)。(2)在上述充放电操作中的最后一次放电基础上，继续以0.01 C5 0.5 C5放电至放电截止电压Vd 2. OV 3. 0V，使电池处于空电状态。小倍率电流放电的目的是减少极化作用的影响，使电池更加整齐地放电到空电状态,放电后电池电压一致性高。(3)将步骤(2)放电后的空电状态的电池以0.01 C5 0.5 C5充入容量C1;容量C1为电池额定容量的0. 1% 10%，更优选的容量C1为电池额定容量的2% 5%。使电池处于低荷电状态。(4)将步骤(3)的电池于20 50°C环境下储存时间，测量记录储存后电池电压，记为V1 ;而后继续将电池在20 50°C环境下储存t2时间，测试储存后电池电压，记为V2，计算电压差A V=V2-V1，其中&为Ih 48h，t2S24h 240h;设定八￥范围为-2011^ IOmV, A V合格的范围更优选为-IOmV 5mV。(5)将步骤(4)分选后合格电池，根据配组所需要的串联电池个数，取电池按照一定的容量配组标准对电池进行分组，而后，对电池组进行焊接组装形成完整电池组，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的5%，优选各单体电池容量差不大于其额定容量的2%。本专利技术的目的是通过以下步骤来实现的(I)将电池充放电I 3个循环，记录最后一次放电容量Ctl，设定下限容量，取Ctl不小于下限容量的电池为合格电池；下限容量是生产工艺定义的最低合格容量，一般为额定容量C5，或者比额定容量略高以保证发给客户的电池达到额定容量C5以上，范围5 500Ah。电池充放电是0.1 C5 5 C5恒流充电至充电截止电压V。，充电截止电压4. 2V 3. 6V，转恒压充电至0.01 C5 0.5 C5截止，0.2 C5 10 C5恒流放电至放电截止电压Vd。放电截止电压3V 2V。充电截止电压V。根据电池体系确定，如钴酸锂-石墨体系为4. 2V，磷酸铁锂-石墨体系为3. 6V。放电截止电压Vd也根据电池体系确定，如钴酸锂-石墨体系为3V，磷酸铁锂-石墨体系为2V。额定容量是生产厂标明的电池或电池组容量，指电池或电池组在环境温度为23°C ±2°C条件下，以5h率放电至终止电压时所应提供的电量，用C5表示，单位为Ah (安培小时)或mAh (毫安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂二次电池组的配组方法，其特征在于包含如下步骤：（1）将电池充放电1～3个循环，记录最后一次放电容量C0，设定下限容量，取C0不小于下限容量的电池为合格电池；下限容量是生产工艺定义的最低合格容量，为额定容量C5或者比额定容量高；（2）在上述充放电操作中的最后一次放电基础上，继续以0.01？C5～0.5？C5放电至放电截止电压Vd2.0V～3.0V，将电池放电至空电状态；（3）将步骤（2）放电后的空电状态的电池以0.01？C5～0.5？C5补充入容量C1；容量C1为电池额定容量的0.1%～10%；（4）将步骤（3）的电池于20～50℃环境下储存t1时间，测量记录储存后电池电压，记为V1；而后继续将电池在20～50℃环境下储存t2时间，测试储存后电池电压，记为V2，计算电压差ΔV=V2？V1，其中t1为1h～48h，t2为24h～240h；设定ΔV范围为？20mV～10mV；（5）将步骤（4）分选后合格电池，根据配组所需要的串联电池个数，取电池按照一定的容量配组标准对电池进行分组，而后，对电池组进行焊接组装形成完整电池组，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的5%。

【技术特征摘要】
1.一种锂二次电池组的配组方法，其特征在于包含如下步骤 (1)将电池充放电I 3个循环，记录最后一次放电容量Ctl，设定下限容量，取Ctl不小于下限容量的电池为合格电池；下限容量是生产工艺定义的最低合格容量，为额定容量C5或者比额定容量高； (2)在上述充放电操作中的最后一次放电基础上，继续以0.Ol C5 0.5 (5放电至放电截止电压Vd2. OV 3. 0V，将电池放电至空电状态； (3)将步骤(2)放电后的空电状态的电池以0.01C5 0.5 C5补充入容量C1 ;容量C1为电池额定容量的0. 1% 10% ； (4)将步骤(3)的电池于20 50°C环境下储存h时间，测量记录储存后电池电压，记为V1 ;而后继续将电池在20 50°C环境下储存t2时间，测试储存后电池电压，记为V2,计算电压差A V=V2-V1，其中&为Ih 48h，t2为24h 240h ;设定A V范围为-20mV IOmV ； (5)将步骤(4)分选后合格电池，根据配组所需要的串联电池个数，取电池按照一定的容量配组标准对电池进行分组，而后，对电池组进行焊接组装形成完整电池组，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的5%。2.根据权利要求I所述的一种锂二次电池组的配组方法，其特征是电池充放电是0.IC5 5 C5恒流充电至充电截止电压，充电截止电压4. 2V 3. 6V，转恒压充电至0.01 C5 0.5 C5截止，0.2 C5 10 C5恒流放电至放电截止电压，放电截止电压3V 2V，额定容量C5,容量C1为电池额定容量的2% 5%，在室温下测量A V，A V合格的范围为-IOmV 5mV，电池组中各单体电池容量差不大于其额定容量的2%。3.一种锂二次电池组的配组方法，其特征在于包含如下步骤 (1)将电池充放电I 3个循环，记录最后一次放电容量Ctl，设定下限容量，取Ctl不小于下限容量的电池为合格电池；下限容量是生产工艺定义的最低合格容量，为额定容量C5或者比额定容量高； (2)在上述充放电操作中的最后一次放电基础上，继续以0.01 C5 0.5 (5放电至放电截止电压Vd2. OV 3. 0V，使电池处于空电状态； (3)将步骤(2)的电池于20 50°C环境下储存h时间，测量记录储存后电池电压，记为V...

【专利技术属性】
技术研发人员：张常勇，曾石华，成定波，
申请(专利权)人：广州丰江电池新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：