本發(fā)明涉及電池檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池及電池組的篩選方法。
背景技術(shù)：
作為安全性能好的綠色電源，鋰離子電池應(yīng)用日趨廣泛，包括儲能、動力等領(lǐng)域。高能量存儲密度、長壽命、低自放電率、環(huán)境污染小等優(yōu)點使得鋰離子電池已逐漸成為數(shù)碼產(chǎn)品，如手機、筆記本和攝像機等，以及新能源汽車等的主要動力源。由于鋰電池單體的電壓通常僅3.0v至4.0v(公稱電壓為3.6v)，且容量有限，所以在以其作為動力源的電動車及電動工具等大功率系統(tǒng)中，往往需要將幾十節(jié)乃至上百節(jié)的鋰電池串聯(lián)或并聯(lián)成組使用，或?qū)⒍鄠€電池組組合使用。
電池在制備時，受制備工藝的限制，往往有電壓、容量、內(nèi)阻及自放電率等方面的差異性，即使是同批次生產(chǎn)出的單體電池，也會存在差異。若不經(jīng)過篩選隨意配組使用，就會嚴重降低整體電池組的使用壽命，同時也會增加安全隱患，所以對電池進行篩選具有重要意義。目前的篩選方法，存在操作繁鎖、精確度不夠的問題，無法快速準確地對電池進行篩選。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于此，有必要針對傳統(tǒng)的電池及電池組的篩選方法存在操作繁瑣且精確度不夠的問題，提供一種電池及電池組的篩選方法。
一種電池及電池組的篩選方法，包括以下步驟：
s100，對單體電池或電池組進行充放電循環(huán)測試；以及
s200，在所述充放電循環(huán)測試的同時或結(jié)束后，對所述單體電池或電池組進行篩選；
所述步驟s100包括：
以第一電流恒流充電至充電截止電壓，再以所述第一電流恒流放電至放電截止電壓，獲得所述單體電池或電池組的第一充電容量值c1和第一放電容量值d1，所述第一電流為0.01c至0.2c；以及
以第二電流恒流充電至所述充電截止電壓，再以所述第二電流恒流放電至所述放電截止電壓，獲得所述單體電池或電池組的第二充電容量值c2和第二放電容量值d2，所述第二電流為0.8c至1.5c；
所述步驟s200包括：
計算所述單體電池或電池組的充放電容量比值c1/d1以及倍率極化值(d1-d2)/d1；以及
篩選出所述充放電容量比值c1/d1滿足預(yù)設(shè)的充放電容量比值標準區(qū)間，并且所述倍率極化值(d1-d2)/d1滿足預(yù)設(shè)的倍率極化值標準區(qū)間的單體電池或電池組。
在其中一個實施例中，所述預(yù)設(shè)的充放電容量比值標準區(qū)間為0.998至1.002。
在其中一個實施例中，所述預(yù)設(shè)的倍率極化值標準區(qū)間為0.92至0.95。
在其中一個實施例中，在對所述單體電池或電池組以所述第二電流恒流充電之后，并在以所述第二電流恒流放電之前，進一步包括：
以所述充電截止電壓進行恒壓充電，直至達到充電截止電流，所述充電截止電流為0.01c至0.2c。
在其中一個實施例中，所述充電截止電流為0.025c。
在其中一個實施例中，所述步驟s100中所述單體電池或電池組始終置于測試溫度下，所述測試溫度為30至45℃。
在其中一個實施例中，在所述步驟s100前，進一步包括步驟s300，將所述單體電池或電池組置于所述測試溫度下儲存預(yù)定時間。
在其中一個實施例中，在所述步驟s300之后且在所述步驟s100之前，還包括：
步驟s400，對所述單體電池或電池組預(yù)篩選，包括：
以所述第一電流恒流放電至所述充電截止電壓；
靜置預(yù)設(shè)時間，獲得所述單體電池或電池組的內(nèi)阻值及所述預(yù)設(shè)時間的電壓變化值；以及
去除所述內(nèi)阻值不滿足預(yù)設(shè)的內(nèi)阻值標準區(qū)間，或所述電壓變化值不滿足預(yù)設(shè)的電壓變化值標準區(qū)間的所述單體電池或電池組。
在其中一個實施例中，所述預(yù)設(shè)的內(nèi)阻值標準區(qū)間為18-21mω，所述預(yù)設(shè)的電壓變化值標準區(qū)間為0-0.2v。
在其中一個實施例中，對所述單體電池或電池組進行充放電循環(huán)測試的條件相同。
上述電池及電池組的篩選方法，通過第一電流無極化測試單體電池或電池組的充放電容量比值c1/d1，并結(jié)合第二電流極化測試單體電池或電池組的倍率極化值(d1-d2)/d1，提高了對單體電池及電池組的自放電率差異性的測試精確度，從而實現(xiàn)更有效的篩選；具有較高的適應(yīng)性，可應(yīng)用于各種類型、體系、規(guī)格的鋰電子電池及電池組；且操作簡單，易于實現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化篩選。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例的電池及電池組的篩選方法的流程圖；
圖2為本發(fā)明實施例的電池及電池組的篩選方法中測試步驟的流程圖；
圖3為本發(fā)明實施例的電池及電池組的篩選方法中篩選步驟的流程圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及技術(shù)效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供一種電池及電池組的篩選方法，包括以下步驟：
s100，對單體電池或電池組進行充放電循環(huán)測試；以及
s200，在所述充放電循環(huán)測試的同時或結(jié)束后，對所述單體電池或電池組進行篩選。
請參閱圖2，所述步驟s100包括：
s110，以第一電流恒流充電至充電截止電壓，再以所述第一電流恒流放電至放電截止電壓，獲得所述單體電池或電池組的第一充電容量值c1和第一放電容量值d1，所述第一電流為0.01c至0.2c；以及
s120，以第二電流恒流充電至所述充電截止電壓，再以所述第二電流恒流放電至所述放電截止電壓，獲得所述單體電池或電池組的第二充電容量值c2和第二放電容量值d2，所述第二電流為0.8c至1.5c。
請參閱圖3，所述步驟s200包括：
s210，計算所述單體電池或電池組的充放電容量比值c1/d1以及倍率極化值(d1-d2)/d1；以及
s220，篩選出所述充放電容量比值c1/d1滿足預(yù)設(shè)的充放電容量比值標準區(qū)間，并且所述倍率極化值(d1-d2)/d1滿足預(yù)設(shè)的倍率極化值標準區(qū)間的單體電池或電池組。
具體的，所述單體電池或電池組的數(shù)量不限，可以為一個也可以為多個，所述電池組中電池的串聯(lián)或并聯(lián)狀態(tài)不限，按照應(yīng)用狀態(tài)設(shè)置即可，且電池或電池組可以為任意類型、體系及規(guī)格的鋰離子電池。
當(dāng)所述電池或電池組的數(shù)量為多個時，對各單體電池或單個電池組進行充放電循環(huán)測試的所有條件均相同，例如測試電流、截止電壓、測試溫度等均相同，且各單體電池或單個電池組的類型、材料體系及規(guī)格等也相同。
優(yōu)選的，步驟s100中所述單體電池或電池組始終置于測試溫度下，根據(jù)電池的使用環(huán)境，所述測試溫度為30至45℃，以提高測試的準確性。優(yōu)選的，測試溫度為35℃，以使單體電池或電池組的性能達到較佳狀態(tài)。
更為優(yōu)選的，在步驟s100前，進一步包括步驟s300，將所述單體電池或電池組置于測試溫度下儲存預(yù)定時間，以使所述單體電池或電池組的性能達到更佳的狀態(tài)，更接近電池的使用狀態(tài)。預(yù)定時間可以為12-36小時，優(yōu)選為24小時。
在一實施例中，在所述步驟s300之后且在所述步驟s100之前，還包括步驟s400，對所述單體電池或電池組預(yù)篩選，包括：
以所述第一電流恒流放電至所述充電截止電壓；
靜置所述單體電池或電池組，獲得所述單體電池或電池組的內(nèi)阻值及預(yù)設(shè)時間周期的電壓變化值；以及
去除所述內(nèi)阻值不滿足預(yù)設(shè)的內(nèi)阻值標準區(qū)間，或所述電壓變化值不滿足預(yù)設(shè)的電壓變化值標準區(qū)間的所述單體電池或電池組。
具體的，在將單體電池或電池組放電至所述充電截止電壓后，靜置所述單體電池或電池組，記錄靜置預(yù)定時間后的開路電壓，計算靜置前與靜置后電壓值的差值，作為電壓變化值，預(yù)設(shè)時間可以為1分鐘至10分鐘，優(yōu)選為5分鐘，預(yù)設(shè)的電壓變化值標準區(qū)間優(yōu)選為0-0.2v。預(yù)設(shè)的內(nèi)阻值標準區(qū)間優(yōu)選為18-21mω。
在一實施例中，電池及電池組的篩選方法具體包括：
步驟s110，對單體電池或電池組以第一電流(0.01c至0.2c)恒流充電至充電截止電壓，再以所述第一電流恒流放電至放電截止電壓，獲得所述單體電池或電池組的第一充電容量值c1和第一放電容量值d1；
步驟s200a，計算單體電池或電池組的充放電容量比值c1/d1，與預(yù)設(shè)的充放電容量比值比較，篩選出充放電容量比值c1/d1滿足預(yù)設(shè)的充放電容量比值標準區(qū)間的第一單體電池或電池組；
步驟s120，對第一單體電池或電池組以第二電流(0.8c至1.5c)恒流充電至充電截止電壓，再以所述第二電流恒流放電至放電截止電壓，獲得所述單體電池或電池組的第二充電容量值c2和第二放電容量值d2；以及
步驟s200b，計算第一單體電池或電池組的倍率極化值(d1-d2)/d1，與預(yù)設(shè)的倍率極化值標準區(qū)間比較，篩選出倍率極化值(d1-d2)/d1滿足預(yù)設(shè)的倍率極化值標準區(qū)間的第二單體電池或電池組。
采用分次篩選的方法，可以簡化操作，加快檢測流程。步驟s110后直接進行步驟s200a，可以及時去除充放電容量比值c1/d1不滿足預(yù)設(shè)的充放電容量比值標準區(qū)間的單體電池或電池組，可以省略對不滿足預(yù)設(shè)的充放電容量比值標準區(qū)間的單體電池或電池組的后續(xù)測試，能夠提高篩選效率。
作為可選的實施例，步驟s120中，在對單體電池或電池組以所述第二電流恒流充電之后，并在以所述第二電流恒流放電之前，進一步包括：以所述充電截止電壓進行恒壓充電，直至達到充電截止電流，以使單體電池或電池組的電容量更接近標稱容量。所述充電截止電流優(yōu)選為0.01c至0.2c，以提高充電效率。具體的，充電截止電流與第一電流可以相等也可以不相等。
更為優(yōu)選的，充電截止電流為0.025c，以使充電速率與充電完成后單體電池或電池組的電容量接近標稱容量的程度達到最大的平衡，實現(xiàn)更佳的充電效率。
具體的，預(yù)設(shè)的充放電容量比值標準區(qū)間優(yōu)選為0.998至1.002，可以提高以第一電流對單體電池或電池組無極化測試下篩選的精確度。更為優(yōu)選的，預(yù)設(shè)的充放電容量比值標準為1.001。
預(yù)設(shè)的倍率極化值標準區(qū)間優(yōu)選為0.92至0.95，提高對單體電池或電池組的第一電流無極化測試和第二電流極化測試下，所得倍率極化值(d1-d2)/d1的精確度，以進一步增強對單體電池或電池組自放電率差異性篩選的準確性。
實施例1
以多個18650型圓柱電芯為待測對象，該電芯為ncm(以鎳鈷錳三元電池材料做正極)設(shè)計體系，標稱電容量為2900mah。對多個待入庫的18650型圓柱電芯進行防短路處理，置于35℃烘箱中存儲24小時，存儲后轉(zhuǎn)入35℃恒溫箱中進行測試。以1/25c(116ma)對多個18650型圓柱電芯恒流放電至截止電壓2.8v，通過檢測設(shè)備在線監(jiān)控各電芯靜置5分鐘的開路電壓變化值以及電芯的內(nèi)阻值，進行第一步篩選，篩選出電壓變化值在+0.2v以內(nèi)，內(nèi)阻值在18-21mω之間的電芯。對第一步篩選所得電芯以1/25c(116ma)的電流恒流充電至截止電壓4.2v，再放電至截止電壓2.8v，分別記錄各電芯的充電容量值c1和放電容量值d1；進行第二步篩選，計算充放電容量比值c1/d1，篩選出充放電容量比值c1/d1在1.0-1.002之間的電芯。對第二步篩選所得電芯以1c(2900ma)的電流充電至截止電壓4.2v，4.2v恒壓充電至截止電流0.025c(72.5ma)，再放電至截止電壓2.8v，分別記錄各電芯的充電容量值c2和放電容量值d2；進行第三步篩選，計算倍率極化值(d1-d2)/d1，篩選出倍率極化值(d1-d2)/d1在0.92-0.95之間的電芯，得到最終的一致性良好的電芯。
本發(fā)明所述的電池或電池組篩選的方法，在使用時，可測試各種類型、體系及規(guī)格的鋰離子單體電池或電池組，單體電池的數(shù)量可以為一個或多個，電池組中電池可以為串、并聯(lián)狀態(tài)中的至少一種，應(yīng)用廣泛。通過在電池的使用溫度30-45℃下進行測試，以第一電流進行無極化的充放電容量比c1/d1測試，結(jié)合第二電流極化測試倍率極化值(d1-d2)/d1，提高了對電池或電池組的自放電率篩選的精準性；綜合第一電流無極化測試單體電池或電池組的內(nèi)阻值及電壓變化值，進一步提高了最終篩選所得單體電池或電池組的一致性。且本方法通過在線設(shè)備測量，操作簡單且結(jié)果可靠，易于應(yīng)用于大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化篩選。
以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認為是本說明書記載的范圍。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。