一種電池自放電性能的分選方法與流程

本發明涉及充電電池技術領域，尤其涉及一種電池自放電性能的分選方法。

背景技術：

電池自放電指的是電池閑置不使用時，也會損耗電量的現象。自放電的主要原因是電池內部發生了不可逆的反應，從而造成了電池容量的損失。主要包括：正負極與電解液發生不可逆反應、電解液自身所帶雜質引起的不可逆反應和制造過程中引入的雜質造成的微短路而引起的不可逆反應等。當這些異常電池和正常電池一起串并聯用于電路供電時，往往會造成整組供電電路的性能下降和不安定。因此有必要將那些自放電偏高的電池篩選出來，作為等外品處理。自放電異常電池篩選的難度在于在短時間的電池擱置中，這種現象往往不明顯。

以磷酸鐵鋰電池為例，其正常自放電率為1％/月，異常電池即使自放電率達到2％/月。也往往由于測試設備精度有限，這種1％和2％的差異往往被忽略掉。而且正常生產電池的工藝過程，往往在時間上也不能保證電池擱置1個月以上。從圖1中可以看出，磷酸鐵鋰的充放電平臺曲率很小，即使電池放出大量容量，電池的電壓變化遠小于同比的其他材料。因此尋找在短時間內，能夠放大電池自放電率的檢測方法，是磷酸鐵鋰電池自放電屬性篩選的一個難題。

技術實現要素：

本發明提供了一種電池自放電性能的分選方法，解決了現有技術中磷酸鐵鋰電池的自放電屬性篩選不夠精確的問題。

為實現上述設計，本發明采用以下技術方案：

一種電池自放電性能的分選方法，包括：

將分容后的電池放電至截止電壓后開始靜置，測量靜置第一時長后的穩定電壓V0；

將所述電池充電至設定狀態后開始靜置，測量靜置第二時長后的中間電壓V1；

將所述電池在設定溫度環境下繼續靜置，測量靜置第三時長后的最終電壓V2；

計算所述電池的自放電率△＝(V1-V2)/(V1-V0)，根據自放電率△和標準值判斷所述電池的等級。

其中，所述將所述電池充電至設定狀態后開始靜置，具體為：

使用0.02C-0.1C將電池充電至5％以下剩余電量SOC(State of Charge)后開始靜置。

其中，所述根據自放電率△和標準值判斷所述電池的等級，具體為：

根據第一時長、設定狀態、第二時長、設定溫度環境、第三時長確認標準值；

將所述自放電率△對應所述標準值確認所述電池的等級。

其中，所述第一時長為4-16小時。

其中，所述第二時長為1-5小時。

其中，所述第三時長為5-15天。

其中，所述截止電壓為2.0-3.0V。

其中，所述設定溫度為15-60℃。

其中，所述設定溫度為25℃。

其中，所述電池為磷酸鐵鋰電池。

本發明的有益效果為：將分容后的電池放電至截止電壓后開始靜置，測量靜置第一時長后的穩定電壓V0；將所述電池充電至設定狀態后開始靜置，測量靜置第二時長后的中間電壓V1；將所述電池在設定溫度環境下繼續靜置，測量靜置第三時長后的最終電壓V2；計算所述電池的自放電率△＝(V1-V2)/(V1-V0)，根據自放電率△和標準值判斷所述電池的等級，通過給電池充入很小的容量，使得在一定的容量閾值內，電池的電壓和容量呈一定比例關系，從而通過簡單的物流線變化就可以實現高效的自放電測試。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對本發明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據本發明實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是磷酸鐵鋰電池的充放電速度曲率示意圖；

圖2是本發明具體實施方式中提供的一種電池自放電性能的分選方法的方法流程圖；

圖3是容量與電壓關系圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的電池自放電性能的分選方法的具體實施方式、特征及其功效，詳細說明如后。

請參考圖2和圖3，圖2是本發明具體實施方式中提供的一種電池自放電性能的分選方法的方法流程圖；圖3是容量與電壓關系圖。如圖2所示，該電池自放電性能的分選方法，包括：

步驟S101：將分容后的電池放電至截止電壓后開始靜置，測量靜置第一時長后的穩定電壓V0。

步驟S102：將電池充電至設定狀態后開始靜置，測量靜置第二時長后的中間電壓V1。

在實際的操作過程中，通過微充對電池的自放電過程施加一個變化，例如使用0.02C-0.1C將電池充電至5％以下剩余電量SOC，在這一充電狀態的基礎上進行后續檢測。

步驟S103：將電池在設定溫度環境下繼續靜置，測量靜置第三時長后的最終電壓V2。

步驟S104：計算電池的自放電率△＝(V1-V2)/(V1-V0)，根據自放電率△和標準值判斷電池的等級。

分選時的測試參數不同，進行判斷的標準值不同，具體而言，需要根據第一時長、設定狀態、第二時長、設定溫度環境、第三時長確認標準值；然后將自放電率△對應標準值確認電池的等級。

在大于5％SOC的區間，由于曲線斜率太小，自放電引起的容量變化不能通過電壓變有效的表示出來。所有只有在小于5％的區間時，容量和電壓呈現出較為規律的變化，才能夠有效的通過壓降來評估自放電大小。但是對于磷酸鐵鋰電池而言，由于<0.5％SOC區間內容量較少，電壓隨著電池自放電的進行衰減速度較快，可能造成自放電率△值遠大于100％的情況。如果常規電池和自放電大的電池測試的自放電率△大于100％，可能會由于電壓的快速下降拉平自放電大的電池的和常規電池的壓降區別，需要相對的減少存放的時間。

批量生產的電池存在個體差異，不同SOC下的電壓/容量的斜率均不相同。當一個電池電壓/容量比值在<5％SOC區間，另一個在＞5％SOC的區間。相同自放電的情況下，如果以自放電前后的壓差△V作為自放電指標，則會因<5％SOC區間△V偏大而導致誤判。從圖3中可以看出在0.5％、2.5％和5％的SOC下，衰減0.5％的容量分別對應了10mV、20mV和100mV的壓降。說明即使在<5％SOC區間內的同SOC條件下，如果以△V作為自放電指標，也會由于電池的不一致而導致一定的偏差。本發明通過自放電率△＝(V1-V2)/(V1-V0)的方式，通過對比自放電衰減比例能夠更加精準的判斷自放電大小，尤其對于磷酸鐵鋰電池電池的分選有良好效果。相對于高溫存放5-15天加速自放電的方法，本發明不需要增加高溫存放工序，僅通過常溫充電存放的方式極大的降低了測試的難度。相對于常規的常溫存放30天，通過k值判斷電池自放電的方式，極大的縮短了檢驗的時間和測試效率。本方法適用于電池批量生產的測試環節，通過簡單的物流線變化就可以實現高效的自放電測試。

在實際的測試過程中，各種測試參數，例如第一時長為4-16小時，第二時長為1-5小時，第三時長為5-15天，截止電壓為2.0-3.0V，設定溫度為15-60℃，設定溫度優選為25±2℃，常用是25℃。

以下描述集中具體的分選方案和分選標準。

1、將100只磷酸鐵鋰電池分容完穩定4小時后測試V0。使用0.02C將電池充電至0.5％SOC靜置1h后測試V1。25℃老化5d后測得電壓V2。計算出△值后，與標準值40％對比，篩選出自放電偏高電池。

2、將100只磷酸鐵鋰電池分容完穩定10小時后測試V0。使用0.06C將電池充電至2.5％SOC靜置3h后測試V1。25℃老化10d后測得電壓V2。計算出△值后，與標準值25％對比，篩選出自放電偏高電池。

3、將100只磷酸鐵鋰電池分容完穩定16小時后測試V0。使用0.1C將電池充電至5％SOC靜置5h后測試V1。25℃老化15d后測得電壓V2。計算出△值后，與標準值20％對比，篩選出自放電偏高電池。

在本方案中，為進一步驗證分選后的電池的自放電性能的準確性，從每個分選方案中隨機抽取兩個異常電池和兩個正常電池。充電至50％SOC后放入60℃烤箱中存放，驗證電池的自放電問題，得到如表1所示的實驗結果。

表1電池自放電性能測試數據記錄表

從上表可以看出，各實施例中挑選出來的自放電偏高的電池在60℃老化過程中壓降明顯要大于正常電池壓降(例如測試組1中的3#、4#，測試組2中的3#、4#，測試組3中的3#、4#)，說明本發明中能夠快速而準確的篩選出自放電偏高的電池。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明,任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。