一種磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，首先將經(jīng)過分容后的磷酸鐵鋰電池進(jìn)行充放電預(yù)處理，再分別在不同的溫度環(huán)境中靜置一段時間，測試開路電壓OCV1與OCV2，計算K=OCV1-OCV2的值，通過K值判斷挑選出自放電較大的電池。該方法通過預(yù)處理消除電池極化，最大限度地降低極化和體系不穩(wěn)定因素對電壓的影響，能夠在短期內(nèi)快速將自放電過大電池在成組之前篩選出，測試準(zhǔn)確有效，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量，避免其自放電大電池影響整組電池的一致性，從而延長了電池組的使用壽命。
【專利說明】-種磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋰離子動力電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種磷酸鐵鋰離子電池自放電的 檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，由于磷酸鐵鋰電池比其他鋰離子電池安全性能好，壽 命長，磷酸鐵鋰電池應(yīng)用于電動車已經(jīng)成為一種趨勢。
[0003] 蓄電池和原電池在不與外電路連接時，由內(nèi)部白發(fā)反應(yīng)引起的電池容量損失，一 般稱為自放電。以每年或每月?lián)p失的容量百分?jǐn)?shù)表示，如各種鋰離子電池的自放電都很少， 每月約1-2%，金屬氫化物保電池則較大，達(dá)每月10%以上。由于生產(chǎn)工藝過程的不確定性， 及各種生產(chǎn)過程的不可控，少量存在制造缺陷的電池總是存在，其自放電屬性的數(shù)值往往 超出同批電池數(shù)倍，當(dāng)這些異常電池和正常電池一起串并聯(lián)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屬性異常的電池篩選出來， 作為等外品處理。
[0004] 在磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)工藝中，各個廠家都有自己的自放電挑選工藝，目前主要有 以下幾種：1·將電池充電到半電態(tài)，存儲一段時間后挑選，就是在電壓平坦區(qū)域間挑選，但 是電池在這個區(qū)間內(nèi)，電壓與容量變化不明顯，所需要的存儲時間較長，并且較難挑選出 來；2.將電池充電到滿電態(tài)，存儲一段時間后挑選，在這個區(qū)間內(nèi)，電壓與容量變化也不明 顯，較難精確挑出來，且電池在滿電態(tài)下存儲容量損失較大；3.電池分容后放完電(放電到 2.OV或者2. 5V)，存儲一段時間后，通過檢測反彈電壓的方式進(jìn)行挑選，這種方法存儲時間 短，可縮短流程時間，但是該方法對產(chǎn)品加工一致性要求較高，電池放電過程由于極化狀態(tài) 不一致會導(dǎo)致一部分電池?zé)o法通過反彈電壓判斷自放電。4.QC/T743-2006"電動汽車用鋰 離子蓄電池"規(guī)定的測試荷電保持率的方法為蓄電池在20±5°C下存儲28天，這種方法由 于存儲時間過長，會對正常生產(chǎn)造成較大壓力，不直接使用，一般都將該方法用于驗證其他 快速自放電測試方法的準(zhǔn)確性，具體挑選標(biāo)準(zhǔn)由各個企業(yè)根據(jù)各自生產(chǎn)控制能力而定。
[0005] 中國專利申請?zhí)?01110186716公開了一種鋰二次電池一致性篩選方法，單體電 池在分容檢測時對容量、平臺、內(nèi)阻分檔，然后對單體電池使用分段恒流恒壓充電，充電完 成后對單體電池進(jìn)行常溫擱置，擱置時長不小于24h，擱置截止時對單體電池開路電壓Vt進(jìn) 行測量，Vt >Vci-AVtl-I^AV的單體電池判定為合格單體電池。這種方法對公式中的參數(shù)精 確度要求很高，采用統(tǒng)一的經(jīng)驗數(shù)值，由于每支電池的差異性，無法反應(yīng)單個電池的實際情 況，因此需要在自放電測試前進(jìn)行單體電池的容量、平臺、內(nèi)阻分檔，同時測試時間較長，約 為7天。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，能夠在短期內(nèi)快速挑 選出自放電大電池，避免自放電大的電池配組到電池組中，造成整組電池的不一致，從而提 高電池組使用壽命。
[0007] 為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種磷酸鐵鋰電池的自放電檢 測方法，包括如下步驟：
[0008] (1)對磷酸鐵鋰電池的進(jìn)行充放電預(yù)處理；
[0009] (2)將經(jīng)過預(yù)處理的磷酸鐵鋰電池在第一設(shè)定溫度環(huán)境中靜置一段時間以消除電 池極化，測試并記錄開路電壓OCV1，這段時間稱為穩(wěn)定時間；
[0010] (3)再將磷酸鐵鋰電池在第二設(shè)定溫度環(huán)境中靜置一段時間，測試并記錄開路電 壓OCV2，這段時間稱為自放電時間；
[0011] (4)計算OCV1與OCV2的差值K，再將K值與設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷挑選出自放電大 的電池。
[0012] 步驟（1)中充放電預(yù)處理的過程如下：
[0013] i、將磷酸鐵鋰電池以第一設(shè)定倍率充電至充電截止電壓，再恒壓充電至截止電 流，擱置一段時間后再以第一設(shè)定倍率恒流放電至放電截止電壓，循環(huán)上述過程3?5次；
[0014] ii、循環(huán)至最后一次放電到截止電壓后，再以第二設(shè)定倍率恒流放電至第一設(shè)定 電壓Vtl，擱置一段時間后，再以第三設(shè)定倍率恒流放電至Vtl以消除極化，所述第三設(shè)定倍率 小于第二設(shè)定倍率；
[0015] iii、消除極化后將電池擱置一段時間，之后再以第四設(shè)定倍率恒流充電至第二設(shè) 定電壓。
[0016] 所述穩(wěn)定時間為10?24小時。
[0017] 所述自放電時間為48?120小時。
[0018] 所述第一設(shè)定倍率為0· 3C?0· 6C。
[0019] 所述第二設(shè)定倍率為0· 2?0· 3C。
[0020] 所述第三設(shè)定倍率為0· 05C?0· 2C。
[0021] 所述第四設(shè)定倍率為0· 05C?0· 1C。
[0022] 所述第一設(shè)定電壓V。為2. 0?2. 8V。
[0023] 所述設(shè)定第二設(shè)定電壓為2. 965?3. 285V。
[0024] 本發(fā)明的磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法首先將經(jīng)過分容后的磷酸鐵鋰電池進(jìn) 行充放電預(yù)處理，再分別在不同的溫度環(huán)境中靜置一段時間，測試開路電壓OCV1與OCV2，計 算K=OCV1-OCV2的值，通過K值判斷挑選出自放電較大的電池。該方法通過預(yù)處理消除電池 極化，最大限度地降低極化和體系不穩(wěn)定因素對電壓的影響，能夠在短期內(nèi)快速將自放電 過大電池在成組之前篩選出，測試準(zhǔn)確有效，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量，避免其自放電大電池影 響整組電池的一致性，從而延長了電池組的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是磷酸鐵鋰電池SOC與OCV關(guān)系圖。

【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。
[0027] 本發(fā)明磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，其步驟如下：
[0028] (1)對磷酸鐵鋰電池的進(jìn)行充放電預(yù)處理；
[0029] (2)將經(jīng)過預(yù)處理的磷酸鐵鋰電池在第一設(shè)定溫度環(huán)境中靜置一段時間以消除電 池極化，測試并記錄開路電壓OCV1，這段時間稱為穩(wěn)定時間；
[0030] (3)再將磷酸鐵鋰電池在第二設(shè)定溫度環(huán)境中靜置一段時間，測試并記錄開路電 壓OCV2，這段時間稱為自放電時間；
[0031] (4)計算OCV1與OCV2的差值K，再將K值與設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷挑選出自放電大 的電池。
[0032] 本實施例步驟（1)中充放電預(yù)處理的過程如下：
[0033] i、將磷酸鐵鋰電池以第一設(shè)定倍率充電至充電截止電壓，再恒壓充電至截止電 流，擱置一段時間后再以第一設(shè)定倍率恒流放電至放電截止電壓，循環(huán)上述過程3?5次；[0034] ii、循環(huán)至最后一次放電到截止電壓后，再以第二設(shè)定倍率恒流放電至第一設(shè)定 電壓Vtl，擱置一段時間后，再以第三設(shè)定倍率恒流放電至Vtl以消除極化，所述第三設(shè)定倍率 小于第二設(shè)定倍率；
[0035] iii、消除極化后再以第四設(shè)定倍率恒流充電至第二設(shè)定電壓。
[0036] 本實施例中磷酸鐵鋰電池靜置的第一設(shè)定溫度為常溫25±5°C，第二設(shè)定溫度為 50±5°C;穩(wěn)定時間為10?24小時，自放電時間為48?120小時。
[0037] 預(yù)處理過程中的第一設(shè)定倍率為0. 3C?0. 6C，第二設(shè)定倍率為0. 2?0. 3C，第三 設(shè)定倍率為〇. 05C?0. 2C，第四設(shè)定倍率為0. 05C?0.IC;第一設(shè)定電壓V。為2. 0?2. 8V， 設(shè)定第二設(shè)定電壓為2. 965?3. 285V;充電截止電壓為3. 65V，放電截止電壓為2. 5V;步驟 i中的擱置時間為IOmin,步驟ii中的擱置時間為30min,步驟iii中的擱置時間為30min? 2h〇
[0038] 圖1為磷酸鐵鋰電池SOC與OCV關(guān)系圖，下面將結(jié)合具體實施例來詳細(xì)說明，選取 其中二十組實驗數(shù)據(jù)說明K值與電池荷電保持率之間的關(guān)系。
[0039] 實施例1
[0040] 以容量為100AH的磷酸鐵鋰電池為例，先以0. 5C倍率對磷酸鐵鋰電池滿電充放電 循環(huán)3次，以0. 3C倍率放電至2. 5V，擱置30min，再以0. 05C倍率放電至2. 5V;擱置30min， 以0.IC恒流充電至3. 21V，電池在常溫20°C靜置12小時，測試并記錄開路電壓OCV1 ;電池 在高溫50°C靜置48小時，測試并記錄開路電壓OCV2，計算得出K=OCV1-OCV2的值，之后將該 組所有電池按照GB/T743-2006荷電保持率方法測試荷電保持率數(shù)據(jù)，如表一所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 對磷酸鐵鋰電池的進(jìn)行充放電預(yù)處理； (2) 將經(jīng)過預(yù)處理的磷酸鐵鋰電池在第一設(shè)定溫度環(huán)境中靜置一段時間以消除電池極 化，測試并記錄開路電壓OCV1，這段時間稱為穩(wěn)定時間； (3) 再將磷酸鐵鋰電池在第二設(shè)定溫度環(huán)境中靜置一段時間，測試并記錄開路電壓 OCV2，這段時間稱為自放電時間； (4) 計算OCV1與OCV2的差值K，再將K值與設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷挑選出自放電大的電 池。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，其特征在于：步驟（1)中充 放電預(yù)處理的過程如下： i、 將磷酸鐵鋰電池以第一設(shè)定倍率充電至充電截止電壓，再恒壓充電至截止電流，擱 置一段時間后再以第一設(shè)定倍率恒流放電至放電截止電壓，循環(huán)上述過程3?5次； ii、 循環(huán)至最后一次放電到截止電壓后，再以第二設(shè)定倍率恒流放電至第一設(shè)定電壓 V。，擱置一段時間后，再以第三設(shè)定倍率恒流放電至V tl以消除極化，所述第三設(shè)定倍率小于 第二設(shè)定倍率； iii、 消除極化后將電池擱置一段時間，之后再以第四設(shè)定倍率恒流充電至第二設(shè)定電 壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，其特征在于：所述穩(wěn) 定時間為10?24小時。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，其特征在于：所述自 放電時間為48?120小時。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，其特征在于：所述第一設(shè) 定倍率為〇. 3C?0. 6C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，其特征在于：所述第二設(shè) 定倍率為0. 2?0. 3C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，其特征在于：所述第三設(shè) 定倍率為0? 05C?0? 2C。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，其特征在于：所述第四設(shè) 定倍率為0. 05C?0. 1C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，其特征在于：所述第一設(shè) 定電壓V。為2. 0?2. 8V。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5?9任意一項所述的磷酸鐵鋰電池的自放電檢測方法，其特征在 于：所述設(shè)定第二設(shè)定電壓為2. 965?3. 285V。
【文檔編號】G01R31/36GK104316877SQ201410010552
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】張巖, 徐文娟, 李嚴(yán), 周志勇, 劉露露, 黨友旗 申請人:中航鋰電（洛陽）有限公司