本發(fā)明屬于電池分選配組領(lǐng)域，具體涉及一種磷酸鐵鋰電池分選方法。

背景技術(shù)：

磷酸鐵鋰電池是電動汽車的主要能量源，但是限于單體電池的容量、電壓、能量有限等原因，必須通過串并聯(lián)成組之后，才能達(dá)到供能應(yīng)用的電壓等級、能量等級和功率等級的要求。成組電池的數(shù)量與單體電池的規(guī)格、供能應(yīng)用需求直接相關(guān)。但是由于電池單體之間的一致性差異導(dǎo)致電池成組之后的整體性能受制于性能最差的單體電池，尤其是使用壽命更是明顯低于電池單體的使用壽命，這種情況使磷酸鐵鋰電池的供能應(yīng)用大打折扣，既限制了電池性能的發(fā)揮，又提高了使用成本。

針對這種情況，出現(xiàn)了電池分選技術(shù)，即在電池成組之前，通過技術(shù)手段從眾多電池中篩選出一致性接近的單體電池，排除差異較大的電池單體，降低“木桶效應(yīng)”的不良影響，通過分選技術(shù)篩選電池后進(jìn)行配組，提高電池組的整體性能并延長使用壽命。

然而，目前傳統(tǒng)的分選技術(shù)大多是以單體電池的容量、電壓、內(nèi)阻等外特性參數(shù)為指標(biāo)進(jìn)行篩選，其特點(diǎn)是篩選時間短，效率高，可迅速完成分選，其缺點(diǎn)是以這些外特性參數(shù)為指標(biāo)篩選出的單體電池往往是只能保證這些指標(biāo)的一致性，無法反映出電池內(nèi)部特征的一致性。不同磷酸鐵鋰電池間的電壓平臺差異很小，很難進(jìn)行區(qū)分，在這種情況下，常規(guī)的分選方法也就失去了意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決不同磷酸鐵鋰電池間的兩個電壓平臺差異很小，很難進(jìn)行區(qū)分的問題，提出了一種磷酸鐵鋰電池的分選方法。

本發(fā)明所述的一種磷酸鐵鋰電池的分選方法，該方法的具體步驟為：

步驟一、對n個磷酸鐵鋰電池單體分別進(jìn)行充放電測試，n個磷酸鐵鋰電池單體的充、放電截至電壓相同，記錄n個磷酸鐵鋰電池的放電容量，保留放電容量滿足大于或等于C1小于或等于C2的磷酸鐵鋰電池單體，完成第一次篩選；其中，n為大于10的整數(shù)，C1和C2均為正數(shù)，且C1＜C2；

步驟二、對所有完成第一次篩選的磷酸鐵鋰電池單體分別進(jìn)行直流內(nèi)阻測試，保留直流內(nèi)阻值滿足大于或等于R1小于或等于R2的磷酸鐵鋰電池單體，完成第二次篩選；R1、R2均為正數(shù)，且R1＜R2；

步驟三、對完成第二次篩選的磷酸鐵鋰電池進(jìn)行小倍率電流充放電測試，繪制每個磷酸鐵鋰電池的放電時間與放電電壓變化曲線，從磷酸鐵鋰電池的放電時間與放電電壓變化曲線中截取電壓變化范圍小于m的曲線；并提取電壓變化范圍小于m的曲線所對應(yīng)的電壓值；利用所述電壓變化范圍小于m的曲線所對應(yīng)的電壓值為橫坐標(biāo)，繪制電壓與容量增量ΔQ/ΔV的變化曲線；其中ΔQ為電池容量的變化量，ΔV為電池的電壓的變化量，m為0.25V。

步驟四、提取電壓與ΔQ/ΔV的容量增量曲線的三個極值，并利用所述的三個極值作為聚類算法的特征點(diǎn)，對完成第二次篩選的電池進(jìn)行聚類分組，實(shí)現(xiàn)對磷酸鐵鋰電池分選。

本發(fā)明不僅從電池實(shí)際放電容量、直流內(nèi)阻等外部特征對電池進(jìn)行分選，還將磷酸鐵鋰電池的電壓平臺曲線轉(zhuǎn)化為對不同單體電池間的差異更加敏感的容量增量曲線，通過對電池進(jìn)行容量增量分析，從電池的電化學(xué)內(nèi)部特性對電池進(jìn)行分選，分選出的單體電池組成的電池組能夠在充放電循環(huán)100次后，電池組的容量衰退小于7％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述方法的流程圖；

圖2為具體實(shí)施方式一所述的放電時間與放電電壓變化曲線圖；圖中，虛線為時間電流曲線，實(shí)線為時間電壓曲線；

圖3為具體實(shí)施方式一所述的電壓與容量增量ΔQ/ΔV的變化曲線圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

具體實(shí)施方式一、結(jié)合圖1至圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種磷酸鐵鋰電池的分選方法，該方法的具體步驟為：

步驟一、對n個磷酸鐵鋰電池單體分別進(jìn)行充放電測試，n個磷酸鐵鋰電池單體的充、放電截至電壓相同，記錄n個磷酸鐵鋰電池的放電容量，保留放電容量滿足大于或等于C1小于或等于C2的磷酸鐵鋰電池單體，完成第一次篩選；其中，n為大于10的整數(shù)，a、C1和C2均為正數(shù)，且C1＜C2；

步驟二、對所有完成第一次篩選的磷酸鐵鋰電池單體分別進(jìn)行直流內(nèi)阻測試，保留直流內(nèi)阻值滿足大于或等于R1小于或等于R2的磷酸鐵鋰電池單體，完成第二次篩選；R1、R2均為正數(shù)，且R1＜R2；

步驟三、對完成第二次篩選的磷酸鐵鋰電池進(jìn)行小倍率電流充放電測試，繪制每個磷酸鐵鋰電池的放電時間與放電電壓變化曲線，從磷酸鐵鋰電池的放電時間與放電電壓變化曲線中截取電壓變化范圍小于m的曲線；并提取電壓變化范圍小于m的曲線所對應(yīng)的電壓值；利用所述電壓變化范圍小于m的曲線所對應(yīng)的電壓值為橫坐標(biāo)，繪制電壓與容量增量ΔQ/ΔV的變化曲線；其中ΔQ為電池容量的變化量，ΔV為電池的電壓的變化量，m為0.25V。

步驟四、提取電壓與ΔQ/ΔV的容量增量曲線的三個極值，并利用所述的三個極值作為聚類算法的特征點(diǎn)，對完成第二次篩選的電池進(jìn)行聚類分組，實(shí)現(xiàn)對磷酸鐵鋰電池分選。

本發(fā)明結(jié)合電池的外部特性和內(nèi)部特性，既通過電池的電壓和交流內(nèi)阻進(jìn)行分選配組，又將鋅銀電池的兩個充電電壓平臺曲線分別轉(zhuǎn)化為對不同單體電池間的差異更加敏感的容量增量曲線，通過對電池進(jìn)行容量增量分析，從電池的電化學(xué)內(nèi)部特性對電池進(jìn)行分選配組。

具體實(shí)施方式二、本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式一所述的一種磷酸鐵鋰電池的分選方法的進(jìn)一步說明，步驟一中的：

對n個磷酸鐵鋰電池單體分別進(jìn)行充放電測試的過程為：將0％SOC的待測單體電池以0.5C倍率恒流充電至截止電壓3.6V，靜置1小時后，以1C倍率電流放電至截止電壓2.0V后停止，完成對磷酸鐵鋰電池單體進(jìn)行充放電測試。

具體實(shí)施方式三、本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式一所述的一種磷酸鐵鋰電池的分選配組方法的進(jìn)一步說明，步驟三所述對完成第二次篩選的電池進(jìn)行小倍率電流充放電測試的電流倍率為1/20C～1/5C，C為單位，量綱為1/h,即小時的倒數(shù)。

具體實(shí)施方式四、本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式一所述的一種磷酸鐵鋰電池的分選方法的進(jìn)一步說明，步驟一中所述的C1和C2的計(jì)算方法為：對n個電池單體的放電容量值求平均值C0，計(jì)算所述平均值的η％，C1＝C0-η％C0，C2＝C0+η％C0，其中，3≤η≤5。

具體實(shí)施方式五、本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式一所述的一種磷酸鐵鋰電池的分選方法的進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，步驟二所述對完成第一次篩選的磷酸鐵鋰電池單體別進(jìn)行直流內(nèi)阻測試的方法為：采用混合脈沖功率性能測試方法對容量為20％～80％范圍內(nèi)的磷酸鐵鋰電池單體進(jìn)行充放電，磷酸鐵鋰電池單體的容量每增加或減少10％時，記錄磷酸鐵鋰電池單體的充電內(nèi)阻R_char或放電內(nèi)阻R_dischar。

具體實(shí)施方式六、本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式六所述的一種磷酸鐵鋰電池的分選配組方法的進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，內(nèi)阻閾值R1和內(nèi)阻閾值R2的計(jì)算方法為：利用公式：求每個磷酸鐵鋰電池單體的平均直流內(nèi)阻R0，計(jì)算所述阻值求平均值R0的θ％，R1＝R0-θ％R0，R2＝R0+θ％R0，其中，5≤θ≤8。

具體實(shí)施方式七、本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式一所述的一種鋅銀動力電池分選方法的進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，步驟三中所述的ΔV的范圍為2mV～4mV。

具體實(shí)施方式八、本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式一所述的一種磷酸鐵鋰電池的分選配組方法的進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，步驟四所述的聚類算法為：K均值算法，模糊C均值算法，利用層次方法的平衡迭代規(guī)約和聚類算法或K中心聚類算法。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。