一種電池的配組方法及其配組系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池檢測(cè)配組技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池的配組方法及其配組系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在實(shí)際應(yīng)用中，為了適應(yīng)負(fù)載的要求經(jīng)常需要將數(shù)十甚至數(shù)百只電池單體通過串聯(lián)或并聯(lián)組裝在一起，以滿足高電壓高容量的需求。理論上要求這些電池的內(nèi)阻、容量等參數(shù)要盡量一致，從而能使電池釋放出的功率最大。但因?yàn)樯a(chǎn)條件、制造環(huán)境、材料特性、生產(chǎn)設(shè)備等因素的影響使得對(duì)于同一批次的電池參數(shù)(如單體額定容量、單體開路電壓、單體充電電壓平臺(tái)、單體放電電壓平臺(tái)、單體內(nèi)阻、單體的電化學(xué)特性等)都有差異，所以單體電池之間的不一致性是絕對(duì)存在的，故在實(shí)際應(yīng)用中，必須通過配組篩選出一致性相對(duì)較好的電池單體進(jìn)行配組、組裝，才有可能使得電池組的整體性能達(dá)到令人滿意的程度。
[0003]如果電池組的電池單體之間的容量、內(nèi)阻等性能參數(shù)不匹配，那么將會(huì)影響電池的使用壽命，導(dǎo)致使用成本升高并且還會(huì)危害環(huán)境；不匹配的電池單體在充放電過程發(fā)生過熱，甚至危害人身財(cái)產(chǎn)安全。例如同一電池組內(nèi)某節(jié)電池內(nèi)阻偏大，則充電時(shí)當(dāng)整組電池充滿時(shí)該節(jié)電池過充，同樣的當(dāng)整組電池放完電時(shí)該節(jié)電池過放，造成惡性循環(huán)，加速該節(jié)電池性能衰減，進(jìn)而使整組電池不能發(fā)揮正常效能。一致性不好的電池在放電過程中出現(xiàn)放電不均勻，這樣就使得電池不能達(dá)到最大功率放電。故而電池組配組就要求電池組內(nèi)各節(jié)電池性能均衡。所謂均衡是指用相同方法充電至充電結(jié)束，電壓相同，在允許的電流和電壓范圍內(nèi)，以相同時(shí)間通過相同電流(不論充放)，其電壓變化量相同。達(dá)到上述要求的電池在串聯(lián)使用時(shí)，可以保證組成電池組的電池電壓始終一致。現(xiàn)有電池組配組方法中大多通過測(cè)量容量、壓降和內(nèi)阻等性能中的一種或兩種來配組電池；現(xiàn)有配組方法存在下述缺占.現(xiàn)階段電池廠家一直沿用傳統(tǒng)的手工作業(yè)方式，采用人工上下料工作，人工分選電池，勞動(dòng)強(qiáng)度大，人為誤差明顯；同時(shí)人工分選也將在電池分選中增加了人為因素。而且僅進(jìn)行一次挑選，誤測(cè)或誤配的概率較大。
[0004]現(xiàn)有測(cè)量容量的方法一般采用固定充放電電流測(cè)量容量，而非使用工作電流進(jìn)行充放電測(cè)試，所測(cè)得的容量進(jìn)行配組誤差較大。
[0005]現(xiàn)有測(cè)量電池內(nèi)阻一般采用交流內(nèi)阻法測(cè)量內(nèi)阻。交流內(nèi)阻法適用于電池小電流輸出環(huán)境，比如數(shù)碼電池、手機(jī)電池等實(shí)際電流較小的環(huán)境。但是動(dòng)力電池是高倍率放電(普通鋰電池放電是1/10C，動(dòng)力電池放電往往1C，2C甚至4C)，而大電流放電引起的極化反應(yīng)和極化內(nèi)阻往往大于交流內(nèi)阻，交流法的結(jié)果比實(shí)際值小一半以上。綜上可知，現(xiàn)有的電池配組方法效率低、均衡性差、誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效率、均衡性好、誤差小的電池配組方法。本發(fā)明可以廣泛適用于各種大電流輸出電池或者中小電流輸出電池的配組。本發(fā)明的另一目的是提供一種電池配組系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明提供的一種電池的配組方法，其技術(shù)方案為:
一種電池的配組方法，包括以下步驟:
51、將電池放入二次電池性能檢測(cè)柜后根據(jù)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行第一次分容，有效數(shù)據(jù)包括電池的放電容量Q1、充電容量Q2和開路電壓0CV1 ;有效數(shù)據(jù)的檢測(cè)以工作電流進(jìn)行充放電檢測(cè)；
52、將電池再次放入二次電池性能檢測(cè)柜后根據(jù)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行第二次分容，有效數(shù)據(jù)包括電池的放電容量Q3、充電容量Q4和開路電壓0CV2，以及根據(jù)測(cè)量得到的參數(shù)計(jì)算出壓降K1 ;以第二次測(cè)得的容量Q3為準(zhǔn)，同時(shí)參考第一次測(cè)得的放電容量Q1和充電容量Q2，挑選出容量異常的電池；以壓降K1為準(zhǔn)，挑選出電壓異常的電池；
53、將電池放入電壓內(nèi)阻檢測(cè)柜進(jìn)行交流內(nèi)阻檢測(cè)和直流內(nèi)阻檢測(cè)，以及根據(jù)測(cè)量得到的參數(shù)計(jì)算出壓降K2 ;根據(jù)放電容量Q3的數(shù)值范圍進(jìn)行分檔，分檔后再根據(jù)壓降K2以及交流內(nèi)阻檢測(cè)值和直流內(nèi)阻檢測(cè)值的數(shù)值范圍對(duì)電池進(jìn)行分檔配組。
[0008]本發(fā)明提供的一種電池的配組方法，還可以包括以下技術(shù)方案:
其中，步驟S1中的開路電壓0CV1和步驟S2中的開路電壓0CV2是充電完成后擱置3~20分鐘后檢測(cè)的開路電壓；
步驟S2中挑選電壓異常的電池時(shí)，以壓降K1為準(zhǔn)，同時(shí)參考AQd和AQc，AQd和Δ Qc的計(jì)算方法是 Δ Qd=Q3 一 Q1，Δ Qc=Q4 一 Q2 ；
步驟S3中，根據(jù)內(nèi)阻進(jìn)行分檔的方法是首先根據(jù)交流內(nèi)阻檢測(cè)值初選出高內(nèi)阻電池，然后根據(jù)直流內(nèi)阻檢測(cè)值的數(shù)值范圍進(jìn)行精選分檔。
[0009]其中，在步驟S1之前增加一步驟S0，步驟S0為采用編碼設(shè)備在電池上制備編碼信息，并把編碼信息存入電腦；在執(zhí)行步驟S1、S2和S3之前，采用掃描設(shè)備掃描并記錄電池上的編碼信息，將電池的檢測(cè)數(shù)據(jù)和編碼信息存入數(shù)據(jù)庫，所述電腦包括數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊完成數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化精選配組。
[0010]其中，所述編碼設(shè)備是掃描槍和噴碼機(jī)，噴碼機(jī)將電池識(shí)別信息噴印在電池表面，通過所述掃描槍在電池表面掃描得到編碼信息。
[0011]其中，在步驟S1和步驟S2之間增加步驟S12，步驟S12是把電池放入老化柜進(jìn)行高溫老化，高溫老化的過程是在36 - 80°C溫度下保持5 - 120h。
[0012]其中，在步驟S2和步驟S3之間增加步驟S23，步驟S23是把電池放入老化柜進(jìn)行高溫老化或者常溫老化；所述高溫老化的過程是在36 - 80°C溫度下保持5 — 120h ;所述常溫老化的過程是在10 - 35°C溫度下保持72 - 360h。
[0013]其中，在步驟S2和步驟S23之間增加步驟S21，步驟S21是把電池放入均衡柜均衡電壓，使得電池間的電壓差在lmV以內(nèi)。
[0014]其中，直流內(nèi)阻檢測(cè)的結(jié)果還包括電池的峰值功率，通過峰值功率評(píng)估電池的性能，并作為配組的依據(jù)。
[0015]其中，所述電池的配組方法用于高要求的數(shù)碼電池配組、筆記本電池配組、中小動(dòng)力電池配組或者大動(dòng)力電池配組。
[0016]本發(fā)明還提供了一種電池配組系統(tǒng)，其技術(shù)方案為: 一種電池配組系統(tǒng)，包括:
用于給電池制備編碼信息的噴碼掃描設(shè)備；
用于存儲(chǔ)編碼信息和檢測(cè)數(shù)據(jù)的電腦；
用于對(duì)電池的性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的二次電池性能檢測(cè)柜；
用于對(duì)電池進(jìn)行均衡電壓的均衡柜；
用于對(duì)電池進(jìn)行老化測(cè)試的老化柜；
包括交流內(nèi)阻檢測(cè)設(shè)備和直流內(nèi)阻檢測(cè)設(shè)備的電壓內(nèi)阻檢測(cè)柜。
[0017]名詞解釋:
二次電池性能檢測(cè)柜是可用于檢測(cè)二次電池的檢測(cè)柜，二次電池也叫可充電電池，利用化學(xué)反應(yīng)的可逆性，可以組建成一個(gè)新電池，即當(dāng)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能之后，還可以用電能使化學(xué)體系修復(fù)，然后再利用化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能，所以叫二次電池。二次電池(Rechargeable battery)又稱為充電電池或蓄電池，是指在電池放電后可通過充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池。
[0018]電池放電倍率C是指電池在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)放出其額定容量時(shí)所需要的電流值，它在數(shù)據(jù)值上等于電池額定容量的倍數(shù)，通常以字母C表示。
[0019]本發(fā)明的實(shí)施包括以下技術(shù)效果:
本發(fā)明提供的一種電池的配組方法通過兩次容量檢測(cè)、兩次壓降檢測(cè)和兩種內(nèi)阻檢測(cè)，根據(jù)上述參數(shù)可以最大程度挑出不良電池單體，同時(shí)采用容量、壓降(自放電率)和內(nèi)阻三個(gè)參數(shù)進(jìn)行綜合配組，能夠高精確度地配組出最符合實(shí)際工況的電池組。通過兩次檢測(cè)容量，以第二次放電容量為主為準(zhǔn)，同時(shí)參考第一次放電容量和充電容量，能夠防止誤判，以工作電流為分容電流，最大程度檢測(cè)出實(shí)際有效的容量。通過兩次低電壓挑選，第一次初選，挑選出明顯低電壓，以壓降K值為準(zhǔn)，參考AQd和AQc綜合判斷是否是低電壓的方法，降低了誤判率。第二次精選，剔除低電壓的同時(shí)挑選自放電率一樣電池配組。通過兩次內(nèi)阻挑選，交流內(nèi)阻法用于挑選工作狀態(tài)時(shí)的內(nèi)阻配對(duì)，直流內(nèi)阻用于挑選瞬間工作狀態(tài)時(shí)的內(nèi)阻配對(duì)，同時(shí)高內(nèi)阻電池經(jīng)過兩次挑選，可以最大程度地挑出一致性好的電池。通過兩次長時(shí)間的老化，能夠保證電池性能可靠性和穩(wěn)定性。通過采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，自動(dòng)化配對(duì)，配組成功率和配組效率高，同時(shí)節(jié)省人力物力。采用兩次分容和老化，大大減少了測(cè)試接觸不良的缺陷造成容量不準(zhǔn)的配組問題。
[0020]本發(fā)明所提供的方法通過二次電池性能檢測(cè)柜、均衡柜、掃描槍、噴碼機(jī)、電腦、電壓內(nèi)阻檢測(cè)柜和老化柜等設(shè)備的有機(jī)結(jié)合，成本低，適用于高要求的數(shù)碼電池配組、筆記本電池配組、中小動(dòng)力電池配組和大動(dòng)力電池配組等。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種電池的配組方法的流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合實(shí)施例以及附圖對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)說明，需要指出的是，所描述的實(shí)施例僅旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。
[0023]參見圖1所示，本發(fā)明的一種電池的配組方法，包括以下步驟: so、采用編碼設(shè)備在電池上制備編碼信息，并把編碼信息存入電腦中；編碼設(shè)備可以是掃描槍和噴碼機(jī)，通過噴碼機(jī)將電池識(shí)別信息噴印在電池表面，然后用掃描槍在電池上掃描得到編碼信息；在執(zhí)行步驟s1、S2和S3之前，采用掃描設(shè)備掃描并記錄電池上的編碼信息，將電池的檢測(cè)數(shù)據(jù)和編碼信息存入數(shù)據(jù)庫，所述電腦包括數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊完成數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化精選配組。
[0024]S1、將電池放入二次電池性能檢測(cè)柜后根據(jù)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行第一次分容，有效數(shù)據(jù)包括電池的放電容量Q1、充電容量Q2和開路電壓0CV1 ;有效數(shù)據(jù)的檢測(cè)以工作電流進(jìn)行充放電檢測(cè)；優(yōu)選開路電壓0CV1在充電完成后擱置3~20分鐘后進(jìn)行檢測(cè)；本實(shí)施例中有效數(shù)據(jù)的檢測(cè)以工作電流(即實(shí)際工作狀態(tài)下的平均電流)為分容電流。本步驟可以保證正常使用狀況下的容量準(zhǔn)確性和保證使用過程中電池的容量配組一致性。本步驟中可以根據(jù)有效數(shù)據(jù)去除容量異常比較大的電池，初步挑選出一致性好的電池。
[0025]S12、把電池放入老化柜進(jìn)行高溫老化，高溫老化的過程是在36 — 80°C溫度下保持5 — 120h ;優(yōu)選在38 - 60°C溫度下保持24 — 120h ;進(jìn)一步優(yōu)選在40 — 50°C溫度下保持48 - 72h ;該步驟可以優(yōu)化電池的SEI膜，挑選出不良電池，可以提升電池的可靠性和穩(wěn)定性。
[0026]S2、將電池再次放入二次電池性能檢測(cè)柜后根據(jù)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行第二次分容，有效數(shù)據(jù)包括電池的放電容量