专利名称：一种无损评估锂离子电池性能的方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电池单体或电池组性能评估领域，更具体地说，是涉及锂离子电池单体或电池组在分容工序完成后的性能评估和电池分选方法。
背景技术：
目前，动力锂离子电池制作工艺中都会有分容一步，而分容则普遍采用传统的先恒流再恒压(CC-CV)充电方式。这种方式中，恒流阶段采用固定的低倍率电流对电池进行充电，当达到充电电压上限值(一般为4. 2V)时，再转换为恒压限流的方式，保持充电电压不变逐步降低充电电流，至充电电流降至足够小(一般为0.05C)则完成充电过程。经过分容后，电池还要经过电池老化，内阻、电压测试，最后确定电池性能好坏。这种传统的测试电池性能的方法存在着耗时、耗人力的缺点，亟待改进和解决。锂离子电池在充放电过程中，锂离子要经过石墨负极颗粒、电解液、正极材料颗粒三种物质中的传输过程。电池充电过程中，化学极化、欧姆极化和浓差极化都会在电池恒流充电时间和恒压充电时间表现出来，随着恒流充电时间延长，电池浓差极化增加，电池电压升高，然后进入恒压充电过程，恒流充电时间与恒压充电时间共同影响电池最终容量，电池极化强弱反应了电池内阻的大�。蟮牡绯匮沸阅懿睿涞缡奔浞从α说绯爻涞绻讨械牡缌鹘邮苣芰�。因而恒流充电时间与恒压充电时间能够反映电池性能情况。一般评测电池性能的因素包括电池容量，电池内阻，电池电压和电池循环性能， 恒流-恒压时间比的提出为评估锂离子电池性能提供了一种新的途径，该方法操作简单， 结果可靠。通过测量锂离子电池恒流-恒压充电过程的时间比值，确定电池性能是否良好， 根据不同恒流-恒压充电时间比分选电池，原理上来说是从电池极化情况来评估电池性能。
发明内容
本发明需解决的问题是针对锂离子电池提供一种简单易行、评估结果准确的锂离子电池单体或电池组性能方法。本发明锂离子电池单体或电池组分容后性能评估方法，按照下述步骤进行在锂离子单体电池或电池组在分容完成后，取电池恒流充电时间和恒压充电时间，用恒流充电时间除以恒压充电时间，得到一个比值；然后将上述所得的锂离子电池或电池组的恒流充电时间与恒压充电时间的比值与确定的锂离子电池或电池组分选标准值相比较，比值小于标准值，则该锂离子电池或电池组不合格，其电池内阻、电池电动势和循环性能不符合要求；比值大于标准值，锂离子电池或电池组合格，其电池内阻、电池电动势和循环性能符合要求。所述确定的锂离子电池或电池组的恒流充电时间与恒压充电时间的比值标准值， 是根据各型号电池或电池组在分容完成后，分别测试电池或电池组的内阻、电压、循环性能后的电池恒流充电时间与恒压充电时间比值的测量分布结果，取其中的中间偏下值或分布密集区为标准值下限。
图1是本发明实施例ISOOmAh锂离子电池分容后恒流-恒压充电时间比值与电池放电容量的统计分布2是本发明实施例ISOOmAh锂离子电池分容后恒流-恒压充电时间比值与电池内阻的统计分布图
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例1 本发明的锂离子电池新测评方法应用于某款容量为1. SAh的单体电池， 分别计算出100个单体电池分容过程中第二个循环充电过程中恒流充电时间与恒压充电时间的比值，并按顺序测量这100个电池的内阻和电压，其测量结果经过统计分析后，以恒流-恒压充电时间比值为X轴，放电容量和内阻为Y轴，分别作图，得到附图1和附图2。在正常情况下，电池的恒流充电时间与恒压充电时间比值分布散布在较小的一个范围之内，经过做比值与内阻和比值与电压的对比图可以看出，电池内阻与恒流-恒压充电时间比值有一定的关系，虽然不是完全的线性关系，但可以看出恒流-恒压充电时间比值一定程度可以评估电池性能，可以根据此比值对电池组进行分选。确定锂离子电池或电池组的分选标准值，取其中的中间偏下值或分布密集区为标准值下限(举例说明，见附图4，100个4. 05V/1. SAh的电池充满电，在分容下柜以后，测量电池内阻，其比值分布最大为2. 5，最小为0. 8，大部分在1. 4-2. 5，故选取1. 4为标准值下限取值)具体的说是在某一款电池在分容完成之后(分容过程采用完全相同工步)，挑选其中100个电池，统计这100个电池的恒流-恒压充电时间比，取其中间偏下值或分布密集区为标准值下限，即1.4为分选标准值，其他恒流-恒压充电时间比大于1.4的电池，性能合格，而恒流-恒压充电时间比小于1.4的电池，性能不合格。
权利要求
1.一种锂离子电池单体或电池组在分容完成后对电池性能评估和分选电池的方法，其特征是按照下述步骤进行在锂离子单体电池或电池组分容完成后，分别记录下电池恒流充电时间和恒压充电时间；用恒流充电时间除以恒压充电时间，得到一个比值，称这个比值为恒流-恒压充电时间比；计算出多个电池的恒流-恒压充电时间比；参考预先设定的恒流-恒压充电时间比确定电池性能是否合格，如果计算所得的恒流-恒压时间比大于标准值则电池性能合格，否则不合格。
2.根据权利要求1的锂离子电池分容过程包含在电池制作过程中，利用锂离子电池自动巡检装置根据不同要求在不同倍率下对锂离子电池进行充放电，按电池放电容量大小分选电池；利用锂离子电池自动巡检装置记录充放电过程中的时间和电池端电压、流经电池的电流和电池的容量；以及以自动巡检装置相同或类似的方式处理锂离子电池分容过程。
3.根据权利要求1的锂离子单体电池恒流-恒压充电时间比由下述步骤计算所得 在电池分容过程中，利用锂离子电池自动巡检装置记录的电池充放电过程中工步时间，分别计算出充电过程中的恒流充电时间和恒压充电时间；然后用充电过程中的恒流充电时间除以恒压充电时间，得到一个比值，称为恒流-恒压充电时间比。
4.根据权利要求1的确定恒流-恒压充电时间比的标准值的步骤如下在生产过程中，当某一型号锂离子电池的分容工步完成后，且测试电池的内阻、电压、 循环性能合格，统计电池的恒流-恒压充电时间比的分布结果，取其中的中间偏下值或分布密集区为标准值。
5.根据权利要求1的确定锂离子电池性能的方法包含如下步骤在分容完成后，分别计算多个锂离子单体电池的恒流-恒压充电时间比； 然后用计算所得的恒流-恒压充电时间比与确定的锂离子电池分选标准值比较，当比值小于标准值，则该锂离子电池不合格；比值大于标准值，锂离子电池或电池组合格。
6.根据权利要求1的锂离子电池组性能评估方法包括 多个锂离子电池性能评估；用于对多个锂离子电池进行分容并记录电池恒流恒压充电时间的装置； 以及根据记录的恒流恒压充电时间计算恒流-恒压充电时间比，利用该比值确定电池性能的方法。
全文摘要
本发明公开了一种快速简单、结果准确的估评和分选锂离子电池单体或电池组性能的方法。按照下述步骤进行首先取锂离子电池或电池组在分容过程中一个完整的充放电过程，记录下充电过程中恒流和恒压充电时间；然后将上述所得恒流充电时间除以恒压充电时间，得到的比值称为恒流-恒压时间比。将这个比值与确定的锂离子电池或电池组分选标准值比较，比值小于标准值则该电池性能不合格；所述确定的锂离子电池或电池组的恒流恒压时间比的分选标准值，是根据各型号电池或电池组的恒流-恒压时间比值的测量分布结果，取其中的中间偏下值或分布密集区为标准值下限。本发明方法快速简单，易操作，是一种不影响电池或电池组性能的测评和分选电池或电池组性能的新评估方法。
文档编号G01R31/36GK102393509SQ20111029940
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者李丽华, 王太宏, 王耀玲, 罗雨, 陈立宝, 黄睿 申请人:湖南大学
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