專利名稱：一種快速有效比較電池自放電率大小的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快速有效比較電池自放電率大小的方法。
背景技術(shù)：
隨著國家對環(huán)保的日益重視和人們環(huán)保意識(shí)的逐步增強(qiáng)，鋰離子電池已不僅僅用于傳統(tǒng)的數(shù)碼產(chǎn)品中，而且也越來越廣泛地應(yīng)用于電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、甚至電動(dòng)汽車以及大型儲(chǔ)能設(shè)備。當(dāng)鋰離子電池應(yīng)用于手機(jī)或相機(jī)這類數(shù)碼產(chǎn)品時(shí)，由于是單只單獨(dú)使用無需電池間的串并聯(lián)，因此對電池的整體性能要求較低，只需容量及循環(huán)性能合格即可。但當(dāng)應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等工作電壓較高的領(lǐng)域時(shí)，為了達(dá)到所需電壓需要多只電池進(jìn)行串聯(lián)。當(dāng)電池串聯(lián)使用時(shí)，此時(shí)單只電池即便容量循環(huán)性能合格卻保證不了整體電池組的性能符合要求，還需對電池的一致性匹配，即所說的電池分選配對。在對電池進(jìn)行一致性匹配時(shí)，各個(gè)廠家都有著自己的參數(shù)和匹配方法，如按曲線擬合度匹配、綜合放電容量、恒流容量、中值電壓、內(nèi)阻等多參數(shù)進(jìn)行匹配，無論何種匹配方法，對電池自放電的挑選均是不可或缺的。電池自放電的挑選為何對電池組的性能如此重要？舉例說明:一個(gè)36V10Ah電動(dòng)自行車用電池組是由12只3.2V10Ah磷酸鐵鋰電池串聯(lián)而成，假設(shè)每只單體電池的出廠容量均為IOAh, 12只單體電池中有11只電池的自放電率一致,而剩下的I只比其它電池自放電率高出24mAh/天，則當(dāng)電池出廠一個(gè)月以后自放電高率的電池容量將比其它電池剩余容量減少24*30=720mAh (0.72Ah)，此時(shí)電池組整體放電容量就只有9.28Ah,容量損失率達(dá)到7.2%。若是單只電池使用，此時(shí)損失的容量可通過下一次的充電進(jìn)行補(bǔ)充，不影響以后的放電性能；但在成組使用時(shí)，自放電率高的電池放電時(shí)其最先放完電，而此時(shí)其它電池容量仍未放完，當(dāng)充電時(shí)受其它電池充電容量的限制自放電率高的電池必然不能充滿，而自放電差異是伴隨著整個(gè)電池壽命周期的，如此隨著時(shí)間的推移，自放電率高的電池所能充得的容量與其它電池相比越來越少，最后導(dǎo)致整個(gè)電池組容量不合格，因此如果沒有均衡措施或是進(jìn)行單只補(bǔ)充電，這種損失將是無法彌補(bǔ)的。目前，對電池自放電差異的挑選有以下幾種思路:一是測定每只電 池的自放電電流大小，然后按自放電電流進(jìn)行匹配，這種方法是測定電池的絕對自放電率；二是依據(jù)自放電的定義來測定一段時(shí)間內(nèi)的自放電容量，具體操作步驟是將電池恒流充電至設(shè)定電壓，隨后轉(zhuǎn)恒壓充電直至電流降至某一值(通常不小于0.01C)后停止充電，進(jìn)行擱置，到達(dá)擱置時(shí)間(通常達(dá)到28天)后對電池進(jìn)行放電，比較擱置前后電池的容量損失，從而計(jì)算出其擱置期間的自放電容量；三是測定電池的相對自放電率，此方法其充電過程同方法二，不同點(diǎn)在于其擱置時(shí)間更短(通常在14天以內(nèi))，在擱置時(shí)間到達(dá)后測定電池的開路電壓，以電池的電壓降來作為判定電池相對自放電率的一個(gè)依據(jù)。目前已有利用方法一而制成的專用儀器，但其價(jià)格高，一個(gè)電池測定周期12小時(shí)以上，且一次只能測一個(gè)電池，因此此種方式即便測試結(jié)果準(zhǔn)確，但其測試成本太高，不適用于規(guī)模化生產(chǎn)，目前只適用于實(shí)驗(yàn)用；方法二是一般鋰離子電池對自放電率的標(biāo)準(zhǔn)測試方法，但其缺點(diǎn)是測定周期太長，方法三測試周期相對較短且可批量進(jìn)行測試，也是目前多數(shù)廠家在生產(chǎn)中所采用的挑選方法，因此可稱為挑選比較電池自放電率大小的一種傳統(tǒng)方法，但實(shí)驗(yàn)證明其挑選效果不盡人意。因此，需要一種快速有效比較電池自放電率大小的方法以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中中比較電池自放電率大小的方法的缺陷，提供一種快速有效比較電池自放電率大小的方法。技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的快速有效比較電池自放電率大小的方法采用如下技術(shù)方案:
一種快速有效比較電池自放電率大小的方法，包括以下步驟:
1)、在電池正常充滿電的狀態(tài)下，繼續(xù)對電池進(jìn)行恒壓限流充電，直至充電電流降至極低狀態(tài)或長時(shí)間在某一電流值上下跳動(dòng)時(shí)停止充電，其中，所述極低狀態(tài)為充電電流小于等于0.001C，所述長時(shí)間為大于等于I小時(shí)；
2)、將經(jīng)過步驟1處理的電池進(jìn)行擱置，擱置時(shí)間小于等于7天；
3)、擱置結(jié)束后，測定電池的開路電壓；
4)、將步驟3)測得的開路電壓與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，開路電壓低于標(biāo)準(zhǔn)值的判定為自放電異常，開路電壓高于標(biāo)準(zhǔn)值的判定為自放電正常。更進(jìn)一步的，步驟2)中所述擱置時(shí)間為5天。有益效果:本發(fā)明是對傳統(tǒng)方法的改進(jìn)，通過縮小充電截止電流與正常電池自放電電流間的差異，使得 當(dāng)充電停止后電池自放電成為導(dǎo)致電池電壓下降的主要因素，增強(qiáng)電壓降與自放電間的匹配關(guān)系，從而判斷比較電池間自放電差異。本發(fā)明的快速有效比較電池自放電率大小的方法相對傳統(tǒng)方法，對電池自放電率挑選的有效性有顯著提高，而且本方法適用于規(guī)?；暨x，挑選效率更高，更有效。


圖1為電池簡化等效電路 圖2為按傳統(tǒng)擱置電壓法測定的電池?cái)R置電壓與其擱置后容量損失率之間對應(yīng)關(guān)系
圖3為采用本發(fā)明的快速有效比較電池自放電率大小的方法測定的電池?cái)R置電壓與其擱置后容量損失率之間對應(yīng)關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。請參閱圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的快速有效比較電池自放電率大小的方法，包括以下步驟:
I)、在電池正常充滿電的狀態(tài)下，繼續(xù)對電池進(jìn)行恒壓限流充電，直至充電電流降至極低狀態(tài)或長時(shí)間在某一電流值上下跳動(dòng)時(shí)停止充電，其中，極低狀態(tài)為充電電流小于等于0.001C,長時(shí)間為大于等于I小時(shí)；2)、將經(jīng)過步驟I)處理的電池進(jìn)行擱置，擱置時(shí)間小于等于7天；規(guī)?；暨x時(shí)，將所有經(jīng)過步驟I)處理的電池放在相同的環(huán)境下，進(jìn)行擱置；
3)、擱置結(jié)束后，測定電池的開路電壓；
4)、將步驟3)測得的開路電壓與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，開路電壓低于標(biāo)準(zhǔn)值的判定為自放電異常，開路電壓高于標(biāo)準(zhǔn)值的判定為自放電正常。其中，標(biāo)準(zhǔn)值可通過實(shí)驗(yàn)給出，此標(biāo)準(zhǔn)值適用于相同配方相同工藝同一廠家生產(chǎn)的電池。
在研究電池的性能時(shí)，一般可將電池簡單等效成如圖1所示的電容與電阻的電路圖。電池自放電可看成是電容對與其并聯(lián)的電阻放電造成的。當(dāng)停止充電后，電池的電壓隨之下降。但此時(shí)電池電壓的下降一方面是由自放電造成的，另一方面則是由于當(dāng)停止充電后電池極化的逐漸消失引起的電壓回落。以磷酸鐵鋰電池為例，其自放電電流一般小于
0.0001C，而傳統(tǒng)充電時(shí)的充電截止電流一般不低0.01C,當(dāng)停止充電時(shí)，由極化引起的電壓回落將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由自放電引起的電壓下降，后者被前者完全淹沒，因此除非自放電特別異常，否則很難發(fā)現(xiàn)因自放電而造成的電壓差異，這點(diǎn)已被圖2所證實(shí)。本發(fā)明是對傳統(tǒng)方法的改進(jìn)，通過縮小充電截止電流與正常電池自放電電流間的差異，使得當(dāng)充電停止后電池自放電成為導(dǎo)致電池電壓下降的主要因素，增強(qiáng)電壓降與自放電間的匹配關(guān)系，從而判斷比較電池間自放電差異。為了對比傳統(tǒng)方法與本發(fā)明的實(shí)際效果，選取20只3.2V10Ah電池進(jìn)行測試，正常滿電充電過程為:以0.2C恒流充電至3.65V后，轉(zhuǎn)恒壓充電，當(dāng)充電電流達(dá)到0.0lC時(shí)充電結(jié)束。圖2中的擱置電壓是按傳統(tǒng)方式測得，圖3中的擱置電壓則為本發(fā)明測定，即在正常充滿電后繼續(xù)以恒壓充電至電流小于0.001C、限時(shí)10小時(shí)隨后擱置，擱置時(shí)間均為5天。在兩種方法對電池的擱置電壓測定完畢后，按正常充電方式對實(shí)驗(yàn)電池充滿電，然后長時(shí)間擱置(擱置一年)，最后進(jìn)行放電，測定擱置一年后的電池剩余容量，與擱置前的容量進(jìn)行對比，計(jì)算出容量損失率，再將各實(shí)驗(yàn)電池的容量損失率與兩種方法測得的對應(yīng)電池?cái)R置電壓進(jìn)行比較，分別得到圖2和圖3。從兩圖的對比中可以看出，本發(fā)明測得的20只電池的擱置電壓差異(37mV)相對傳統(tǒng)方法測得的電壓差異(9mV)明顯，且對所做的實(shí)驗(yàn)電池，當(dāng)擱置電壓低于3420mV時(shí)，其自放電容量損失率基本均高于6%，而傳統(tǒng)方法測定的擱置電壓，除容量損失率最大的電池其對應(yīng)擱置電壓較低外，其它電池與其容量損失率均無對應(yīng)明顯規(guī)律。本發(fā)明相對傳統(tǒng)方法，對電池自放電率挑選的有效性有顯著提聞。本發(fā)明的快速有效比較電池自放電率大小的方法相對傳統(tǒng)方法，對電池自放電率挑選的有效性有顯著提高，而且本方法適用于規(guī)?；暨x，挑選效率更高，更有效。
權(quán)利要求
1.一種快速有效比較電池自放電率大小的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)、在電池正常充滿電的狀態(tài)下，繼續(xù)對電池進(jìn)行恒壓限流充電，直至充電電流降至極低狀態(tài)或長時(shí)間在某一電流值上下跳動(dòng)時(shí)停止充電，其中，所述極低狀態(tài)為充電電流小于等于0.001C，所述長時(shí)間為大于等于I小時(shí)； 2)、將經(jīng)過步驟I)處理的電池進(jìn)行擱置，擱置時(shí)間小于等于7天； 3)、擱置結(jié)束后，測定電池的開路電壓； 4)、將步驟3)測得的開路電壓與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，開路電壓低于標(biāo)準(zhǔn)值的判定為自放電異常，開路電壓高于標(biāo)準(zhǔn)值的判定為自放電正常。
2.如權(quán)利要求1所述的快速有效比較電池自放電率大小的方法，其特征在于，步驟2)中所述擱置 時(shí)間為5天。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快速有效比較電池自放電率大小的方法，包括以下步驟1)、在電池正常充滿電的狀態(tài)下，繼續(xù)對電池進(jìn)行恒壓限流充電，直至充電電流降至極低狀態(tài)或長時(shí)間在某一電流值上下跳動(dòng)時(shí)停止充電，其中，極低狀態(tài)為充電電流小于等于0.001C，長時(shí)間為大于等于1小時(shí)；2)、將經(jīng)過步驟1)處理的電池進(jìn)行擱置，擱置時(shí)間小于等于7天；3)、擱置結(jié)束后，測定電池的開路電壓；4)、將步驟3)測得的開路電壓與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，開路電壓低于標(biāo)準(zhǔn)值的判定為自放電異常，開路電壓高于標(biāo)準(zhǔn)值的判定為自放電正常。本發(fā)明的快速有效比較電池自放電率大小的方法相對傳統(tǒng)方法，對電池自放電率挑選的有效性有顯著提高，而且本方法適用于規(guī)?；暨x，挑選效率更高，更有效。
文檔編號(hào)G01R31/36GK103235267SQ201310112268
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者孫慶, 沙樹勇, 吳戰(zhàn)宇, 肖巍, 周壽斌, 黃毅, 魏迪, 李超 申請人:江蘇華富儲(chǔ)能新技術(shù)股份有限公司