[發明專利]一種鋰離子電池容量的預測方法

無效

• 申請號: 201210044021.4
• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN102608535A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 李小芳
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司;東莞新能源科技有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，特別涉及一種鋰離子電池容量的預測方法。

背景技術

隨著各種便攜式電子設備和電動汽車的廣泛應用及快速發展，它們對其動力系統——化學電源的需求急劇增長，對化學電源的性能要求也越來越高。鋰離子電池因其具有能量密度高、循環壽命長、平均輸出電壓高、輸出功率大、循環性能優越、使用壽命長和綠色環保等諸多優點，已經應用于移動電子設備、電動機車、太空和便攜式設備等領域，并有望在電力儲能領域發揮作用。

目前評價電池的質量有多項技術指標，其中電池的容量是重要的技術指標之一。電池容量大小將直接關系到電池在經過一次標準充電后能夠使用的時間長短，而將單體電池組裝成電池組后，單體電池的容量對電池組的放電容量和使用壽命極其重要。在容量一致的基礎上進行電池電化學一致性的分選就是制作電池組的關鍵。所以鋰離子電池無論是在生產過程中，還是在市場流通銷售過程中，都需要對電池的容量給予關注、檢測和監督。

目前評價鋰離子電池容量的標準一般參照現行四個標準中的規定：一是鋰離子蓄電池總規范；二是蜂窩電話鋰離子電池總規范；三是USABC美國先進蓄電池協作體；四是QC-T743標準鋰離子電池蓄電池標準。

目前四個標準測試流程均在環境溫度20℃±5℃的條件下，對電池以0.2C～1C充電至限制電壓后恒壓充電直至充電電流小于0.01或0.1C，放置時間不小于1小時后，對電池恒流0.2C～1C放電直至終止電壓，用1C(A)的電流值和放電時間數據計算容量(以A-h計)。

按照以上標準進行容量測試，耗費的時間較長(5-15h)，耗費的能量較大，特別對于大容量動力電池，電池生產廠家在電池生產工藝過程中，必須配備大量的測試設備，占用較大的廠房面積。同時為了保持測試境的溫度，必須在測試環境安裝空調設備，消耗大量電力。在電池的整個生產工藝過程中，電池容量的測試要花費較長的時間，同時是一項大的人力、物力和資金的投入，所以采用一種快速的測試方法來代替傳統的測試方法成為電池行業的迫切需求。

目前文獻和專利報道的容量預測的方法多采用數學模型，如借用統計軟件的方法。由于輸入因素較多，模型復雜，實用較困難，而目前已見報道的開路電壓法在充電初期和末期的SOC(電池荷電狀態)估計效果好，需與其他方法結合使用。

有鑒于此，確有必要提供一種能夠快速預測鋰離子電池的方法。

本發明在開路電壓的基礎上采用電池的OCV值為輸入，利用預測公式計算出預測容量，可應用于不同類型、容量的鋰離子電池容量預測中。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，而提供一種能夠快速預測鋰離子電池的方法。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種鋰離子電池容量的預測方法，包括以下步驟：

第一步，取至少兩個待化成電池，分別測量其容量值，并計算容量的平均值Cm；

第二步，電池化成老化后，充電到設定的電池荷電狀態(SOC)，靜置后，測量其開路電壓(OCV)；

第三步，根據開路電壓(OCV)和容量平均值Cm來確定電池預測容量。

作為本發明鋰離子電池容量的預測方法的一種改進，第二步所述充電的倍率為0.3C～0.5C。

作為本發明鋰離子電池容量的預測方法的一種改進，第二步所述靜置的時間為30min～10h。

作為本發明鋰離子電池容量的預測方法的一種改進，第一步所述測量電池容量值是在常溫下以0.5C恒流充電到終止電壓，再恒壓充電至終止電流，然后放電至終止電壓，記為電池容量值。

作為本發明鋰離子電池容量的預測方法的一種改進，第三步所述確定電池預測容量是將OCV和Cm作為輸入，利用容量預測公式計算電池預測容量。

作為本發明鋰離子電池容量的預測方法的一種改進，所述SOC的確定是以電池設計的額定容量為標準。

相對于現有技術，本發明將鋰離子電池的特定SOC的OCV值為輸入，利用預測公式計算出預測容量，可應用于不同類型、容量的鋰離子電池容量預測中，平均預測誤差在3％以內，小于工業生產應用上允許的5％誤差。本發明一方面克服了現有工業應用的容量測試周期長，能耗大，占用大量廠房和人員、生產成本高的問題。另一方面克服了實驗室研究容量測試步驟繁瑣、理論復雜高深、不適用工業應用的不足。

具體實施方式

以下結合具體實施例詳細描述本發明的具體內容和有益效果，但是，本發明的實施例并不局限于此。