[發(fā)明專利]一種評價磷酸鐵鋰電池自放電一致性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110319504.6
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102508165A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀狄龍;劉愛菊;馬冬梅;張羽
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種評價磷酸鐵鋰電池自放電一致性的方法。

技術(shù)背景

鋰離子電池因其能量密度高、循環(huán)壽命長、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)勢成為電動汽車發(fā)展中最為重要的儲能裝置。在鋰離子電池應(yīng)用于電動汽車的實際過程中，首先需要對多個單體電池進行串/并聯(lián)組合來獲得高電壓、高能量的電池組。由于短板效應(yīng)，單體電池性能的一致性成了影響電池組性能的決定性因素。目前，鋰離子電池在成組之前都需要對單體電池進行性能一致性篩選，將一致性好的電池進行組合成電池組。判斷電池一致性的參數(shù)主要有內(nèi)阻、電壓、容量以及自放電率等，其中前三個參數(shù)相對都容易獲取，電池的自放電率主要以單位時間內(nèi)的電壓差來表征。

目前，應(yīng)用于電動汽車上的動力電池主要有兩大類：一種是錳酸鋰動力電池，另一種是磷酸鐵鋰動力電池。而磷酸鐵鋰電池因其優(yōu)越的安全性能、超長的循環(huán)壽命和穩(wěn)定的電壓平臺等優(yōu)異性能占據(jù)了電動汽車動力電池的主要市場。

磷酸鐵鋰電池由于電壓平臺非常穩(wěn)定，電壓處于平臺期時即使容量衰減很大，電池的電壓變化卻非常小，很難利用電壓差進行自放電一致性評價。只有在放電開始和末期才會出現(xiàn)電壓的快速下降，電壓差才明顯。當(dāng)用滿電態(tài)擱置時(即滿荷電狀態(tài))，盡管擱置前后的電壓差很明顯，但這個電壓差對應(yīng)電池的容量變化幾乎為零(即接近于零荷電狀態(tài))，并不能真正反應(yīng)電池的自放電率。因此，目前磷酸鐵鋰電池的自放電評價都采用放電態(tài)擱置進行。但由于極化作用，電池放電后電壓都存在反彈，不同電池間電壓反彈的程度和速率都不一樣，導(dǎo)致電池放電態(tài)擱置前的電壓一致性很差，而擱置后電壓甚至有比擱置前電壓還大出現(xiàn)電壓差為負值的現(xiàn)象，因此這種利用放電態(tài)電壓差來評價電池一致性的方法也存在弊端。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是改變現(xiàn)有技術(shù)中磷酸鐵鋰電池利用放電態(tài)的電壓差篩選自放電存在的不足，提供一種可以利用較低荷電狀態(tài)下的電壓差評價磷酸鐵鋰電池自放電一致性的方法。

為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

評價磷酸鐵鋰電池自放電一致性的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)對多個電池放電后進行恒流充電至規(guī)定電壓2.8V-3.2V，然后在該規(guī)定電壓下恒壓充電至截止電流為0.01C-0.03C；

(2)測量電池充電結(jié)束后的開路電壓OCV1；

(3)將電池置于高溫環(huán)境下擱置設(shè)定時間t；

(4)測量電池高溫擱置后的開路電壓OCV2；

(5)計算電池的電壓降ΔV＝OCV1-OCV2或單位時間內(nèi)的電壓降K＝(OCV1-OCV2)/t；

(6)計算多個電池ΔV或K值的平均值X和標準差s，刪除超出[X-3s，X+3s]控制限的所有點，重新進行分析，直到所有的點都在控制限范圍內(nèi)；

(7)根據(jù)步驟(6)最終確定的控制上限值，設(shè)定ΔV或K值的規(guī)格上限值，判斷ΔV或K值在規(guī)格上限以內(nèi)的電池自放電一致性好；

所述的磷酸鐵鋰電池自放電一致性評價方法，其特征在于：所述步驟(2)中OCV1的測量時間為電池充電結(jié)束后2-24小時。

所述的磷酸鐵鋰電池自放電一致性評價方法，其特征在于：所述步驟(3)中高溫環(huán)境溫度為30-50℃。

所述的磷酸鐵鋰電池自放電一致性評價方法，其特征在于：所述步驟(3)中擱置設(shè)定時間為3-20天。

所述的磷酸鐵鋰電池自放電一致性評價方法，其特征在于：所述步驟(7)中規(guī)格上限值不小于控制上限值。

本發(fā)明的有益效果：

(1)利用恒流恒壓充電可以確保擱置前電池的電壓一致性很好；(2)本發(fā)明中所述的2.8-3.2V的規(guī)定電壓剛好處于磷酸鐵鋰電池的平臺電壓以下，電池荷電狀態(tài)較低，自放電引起的容量衰減產(chǎn)生的電壓差非常明顯，從而便于利用電壓差進行數(shù)據(jù)分析；(3)高溫擱置可以提高電池的自放電率，可有效縮短擱置周期，降低生產(chǎn)成本；(4)利用控制限分析方法可更合理地確定電池自放電一致性評價的參數(shù)設(shè)置。本發(fā)明中采用的方法評價準確、生產(chǎn)可操作性強，有效提高了磷酸鐵鋰電池成組的一致性，具有顯著的實用意義。

附圖說明

圖1磷酸鐵鋰電池荷電狀態(tài)(SOC)與電壓對應(yīng)曲線圖

具體實施方式

實施例1：本發(fā)明提供一種利用較低荷電狀態(tài)下的電壓差來評價磷酸鐵鋰電池自放電一致性的方法。其技術(shù)方案是：一種評價磷酸鐵鋰電池自放電一致性的方法，包括以下步驟：