一種鋰離子動力電池的分選方法及利用分選得到的電池制備的鋰離子動力電池組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動汽車動力電池領(lǐng)域，具體地，涉及一種鋰離子動力電池的分選方 法及利用分選得到的電池制備的鋰離子動力電池組。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，新能源汽車產(chǎn)業(yè)正處在新興產(chǎn)業(yè)的節(jié)點上，誰能在這一輪產(chǎn)業(yè)變革中搶占 制高點，獲取主導(dǎo)地位，誰就會成為新世界經(jīng)濟(jì)的領(lǐng)航者。但是目前新能源汽車電池價格昂 貴，使用壽命較短，和傳統(tǒng)汽車相比不具有價值優(yōu)勢。在新能源汽車上所用的電池目前有磷 酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池和鎳鈷錳酸鋰電池。對于中國市場來說，磷酸鐵鋰材料是主流技術(shù) 路線，其主要特點是循環(huán)壽命比較長，單體磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命可以達(dá)到2000次以上， 但是在實際使用過程中卻發(fā)現(xiàn)很短時間電池就會出現(xiàn)質(zhì)量問題，難以保障電動汽車5年或 者10萬公里的相關(guān)承諾，影響了電動汽車的運營推廣。基于這種狀況，鋰離子動力電池的 企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)都在積極尋找解決方案提高鋰離子動力電池在實際使用過程中的循環(huán)壽 命。常用的方法多是通過改進(jìn)材料的結(jié)構(gòu)和電池的電化學(xué)體系提高單體電池的循環(huán)壽命， 其壽命可以達(dá)到3000次以上，但是在實際使用過程中發(fā)現(xiàn)，裝在電動汽車上進(jìn)行運行的電 池使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期，從而使得動力電池的成本增高，影響到整個電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展。由于動力電池多是組合使用，僅僅從單體電池的性能改善入手，還不足以解決鋰離子動 力電池組的成本和壽命問題。由此相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)從組合分選方法的角度出發(fā)提出解 決方案，例如，提出了一種涉及磷酸鐵鋰電池自放電性能的檢測分選方法，該方法為：1、充 電到< 70% SOC/ ;2、存放一段時間，該段時間稱之為穩(wěn)定時間；3、測試電池的開路電壓， 本步所測得的電壓稱之為Vl ;4、存放一段時間，該段時間稱之為自放電時間；5、測試電池 的開路電壓，本步所測得的電壓稱之為V2;6、計算電池的電壓下降量，電壓下降量稱之為 Λ V，Λ V = V1-V2 ;7、Λ V大于標(biāo)準(zhǔn)值的電池判定為不合格品，Λ V小于等于標(biāo)準(zhǔn)值的電池 判定為良品。該方法不需要高溫老化即可在短時間內(nèi)分選出磷酸鐵鋰電池自放電性能，解 決了現(xiàn)有的分選方法需要采用高溫老化加快放電速度來縮短檢測時間所導(dǎo)致的檢測成本 高的問題。但是該方法僅僅是對降低成本略有貢獻(xiàn)，難以解決鋰離子動力電池在汽車使用 過程中所面臨的壽命縮短問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中單體鋰離子動力電池循環(huán)壽命長而組合為 鋰離子動力電池組應(yīng)用在電動汽車上壽命較短的缺陷，提供一種鋰離子動力電池的分選方 法及利用分選得到的電池制備的鋰離子動力電池組。利用本發(fā)明的方法分選得到的鋰離子 動力電池制備鋰離子動力電池組，該鋰離子動力電池組具有明顯較高的循環(huán)壽命且制造成 本較低。
[0004] 在實際操作中，鋰離子動力電池在由單體組合為成組電池時往往經(jīng)過了容量分 選、電壓分選、內(nèi)阻分選等中的至少一個步驟，其中，傳統(tǒng)的單體鋰離子動力電池的容量分 選電流是固定不變的，一般小于IC5A，對于圓柱體的單體鋰離子動力電池而言，其分選電流 甚至小于0. 8C5A。經(jīng)過容量分選之后，鋰離子動力電池會被分成不同的容量檔位，然后進(jìn)行 組合。然而，單體鋰離子動力電池和組合的鋰離子動力電池組的實際使用壽命之間存在巨 大差異。本發(fā)明的發(fā)明人在研究中意外發(fā)現(xiàn)，對單體鋰離子動力電池進(jìn)行分選的不同方法 嚴(yán)重影響最終組合成的鋰離子動力電池組在電動汽車上的正常運行，而通過將備選的單體 鋰離子動力電池充滿電，靜置，然后將該單體鋰離子動力電池以不小于預(yù)定峰值工作電流 的1. 5倍的電流進(jìn)行恒流放電，選擇電池表面溫度不高于50°C的單體鋰離子動力電池作為 合格單體鋰離子動力電池的分選方法進(jìn)行鋰離子動力電池的分選，并利用分選合格的單體 鋰離子動力電池組合為鋰離子動力電池組，該鋰離子動力電池組具有明顯較高的循環(huán)壽命 且制造成本較低。
[0005] 因此，為了實現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子動力電池的分選方 法，所述方法包括：將備選的單體鋰離子動力電池充滿電，靜置，然后將該單體鋰離子動力 電池以不小于預(yù)定峰值工作電流的1. 5倍的電流進(jìn)行恒流放電，選擇電池表面溫度不高于 50 °C的單體鋰離子動力電池。
[0006] 第二方面，本發(fā)明提供了利用上述方法得到的鋰離子動力電池制備得到的鋰離子 動力電池組。
[0007] 本發(fā)明的分選方法能夠?qū)崿F(xiàn)對鋰離子動力電池的高效分選，利用本發(fā)明的方法分 選得到的鋰離子動力電池制備鋰離子動力電池組，該鋰離子動力電池組具有明顯較高的循 環(huán)壽命，且制造成本較低。其中，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式制備單體鋰離子動力電 池時，即，將正極漿料和負(fù)極漿料分別進(jìn)行超聲過濾處理，然后利用超聲過濾處理得到的物 料制備電池，能夠有效提高分選得到的單體鋰離子動力電池的合格率。
[0008] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【具體實施方式】
[0009] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0010] 第一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子動力電池的分選方法，該方法包括：將備選的 單體鋰離子動力電池充滿電，靜置，然后將該單體鋰離子動力電池以不小于預(yù)定峰值工作 電流的1. 5倍的電流進(jìn)行恒流放電，選擇電池表面溫度不高于50°C的單體鋰離子動力電 池。
[0011] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本發(fā)明中，預(yù)定峰值工作電流為在實際使用過程 中鋰離子動力電池的最大放電電流。在分選時，當(dāng)電池表面溫度不高于50°C時，判定該備選 的單體鋰離子動力電池合格，當(dāng)電池表面溫度高于50°C時，判定該備選的單體鋰離子動力 電池不合格。
[0012] 本發(fā)明方法中，本發(fā)明的發(fā)明人在研究中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在分選時，將單體鋰離子動 力電池以預(yù)定峰值工作電流的1. 5-5倍的電流進(jìn)行恒流放電，能夠進(jìn)一步提高組合成的鋰 離子動力電池組的循環(huán)壽命，因此，優(yōu)選地，將該單體鋰離子動力電池以預(yù)定峰值工作電流 的1. 5-5倍的電流進(jìn)行恒流放電。
[0013] 本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，將單體鋰離子動力電池充滿電后，靜置30分鐘以上， 進(jìn)一步優(yōu)選為靜置35-60分鐘，然后對該單體鋰離子動力電池進(jìn)行恒流放電。
[0014] 本發(fā)明方法中，為了提高分選得到的單體鋰離子動力電池的合格率，優(yōu)選情況下， 單體鋰離子動力電池的能量密度高于130Wh/kg，進(jìn)一步優(yōu)選為140-380Wh/kg，循環(huán)壽命大 于500次，進(jìn)一步優(yōu)選為600-5000次，更進(jìn)一步優(yōu)選地，形狀為圓柱體。
[0015] 本發(fā)明方法中，對于進(jìn)行分選的單體鋰離子動力電池的制備方法沒有特別的限 定，可以為本領(lǐng)域常用的各種方法。為了提高分選得到的單體鋰離子動力電池的合格率，優(yōu) 選情況下，所述方法還包括：通過包括以下步驟的方法制備單體鋰離子動力電池：將正極 漿料和負(fù)極漿料分別進(jìn)行超聲過濾處理，然后利用超聲過濾處理得到的物料制備電池。
[0016] 本發(fā)明方法中，正極漿料含有正極活性物質(zhì)、粘合劑和導(dǎo)電劑，對于正極活性物 質(zhì)、粘合劑和導(dǎo)電劑沒有特別的限定，可以分別為本領(lǐng)域常用的各種正極活性物質(zhì)、粘合劑 和導(dǎo)電劑。優(yōu)選情況下，正極活性物質(zhì)至少含有錳和鋰兩種元素，進(jìn)一步優(yōu)選地，正極活性 物質(zhì)為鎳鈷錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳錳酸