[發明專利]鋰離子二次電池經過衰減后的容量檢測方法

無效

• 申請號: 201310098098.4
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN103163478A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 刁志中;高飛;張娜
• 申請（專利權）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 楊紅

技術領域

本發明屬于鋰離子二次電池容量檢測技術，尤其涉及一種鋰離子二次電池經過衰減后的容量檢測方法。

背景技術

鋰離子二次電池具有電壓高、比能量高、循環使用次數多、存儲時間長等優點，不僅在便攜式電子設備上如移動電話、數碼攝像機和手提電腦得到廣泛應用，而且也廣泛應用于電動汽車、電動自行車、電動工具等大中型電動設備以及電站和應急備用電源等方面。因此對鋰離子二次電池的性能要求越來越高。

特別是將鋰離子二次電池作為應急備用電源的時候，對電池經若干時間使用后容量衰減情況的把握更加重要。但在作為應急電源使用時，采取放電至100%DOD（Depth?of?Discharge放電深度）的測定方法將會使電源在一段時間內失去應急的效用且浪費時間、能源與經費。電池完全放電（即放電至100%DOD）的方法測定電池容量，也就是將電池放電至生產商規定的放電電壓或電流的最低值。如果在電池完全放電后，剛好斷電，則應急電源無法供電，也就無法起到應急的效用。專利申請號：201010265668.0公開一種估算鋰離子動力電池組剩余可用容量的方法和系統。該方法通過記錄充電過程中電流值和充電所用的時間,采用安時積分法計算鋰離子二次電池開始放電時的總的可用容量,從而得到鋰離子二次電池總的可用容量的值A;記錄放電過程中開路電壓和電壓降ΔV,通過電壓降ΔV來選擇計算剩余可用容量百分率所用的曲線函數,得到鋰離子二次電池剩余可用容量的百分率a;利用溫度與剩余可用SOC之間的關系,得到當前溫度下電池剩余可用容量SOC的使用效率;所有電池的A*a*相加即為鋰離子二次電池組的剩余可用容量。實現該方法的系統為包含用于監測電池組信息的電壓、電流和溫度監控模塊,此監控模塊將監測到的信息反饋至MCU,MCU將估算得到的鋰離子動力電池組剩余可用容量輸出。該專利缺點1.以A來估算電池的總容量不準確，忽略了充放電效率的問題。即充進電池的電量并不等于電池能放出的電量。2.電池電壓V與電池的剩余容量是非線性的關系；且在電池使用過程中，電池的電壓-放電容量曲線會產生變化，故用電壓值V來估算容量并不精確。

申請號：201210488606.5公開了一種鋰離子二次電池的電池容量快速檢測方法，包括步驟：第一步：選取全部電池中的任意數目作為樣本電池組，然后測量樣本電池組中每個電池的實際放電容量；第二步：測量樣本電池組中每個電池的開路電壓；第三步：根據樣本電池組中每個電池的實際放電容量和開路電壓，獲得實際放電容量和開路電壓之間的對應關系；第四步：對于除樣本電池組之外剩下的每個電池分別測量開路電壓；第五步：根據每個電池的實際放電容量和開路電壓之間的對應關系，獲得剩下每個電池的實際放電容量。該項發明可以對多個鋰離子二次電池在不同條件下實際放電容量進行高效、快捷地檢測。該專利缺點1.由于制造的一致性無法保證，不同的樣本間肯定會存在差異。且在有差異的情況下用測定的樣本去標定未測定的測量對象必然不準確。2.電池電壓V與電池的剩余容量是非線性的關系；且在電池使用過程中，電池的電壓-放電容量曲線會產生變化，故用電壓值V來估算容量并不精確。3.該方法需將樣本完全放電以標定放電容量，不利于應急使用。且產生能量、經費的浪費。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術的不足，提供一種鋰離子二次電池經過衰減后的容量檢測方法，通過測量鋰離子二次電池的剩余容量及某溫度下的交流內阻，比照交流內阻-放電容量擬合曲線，得出電池當時的容量衰減程度，估算電池容量。無需采用電池放電0%至100%DOD的常規方法，即可估算電池容量衰減程度。

本發明為實現上述目的，采用以下技術方案：一種鋰離子二次電池經過衰減后的容量檢測方法，包括以下步驟，

1）在選定的荷電狀態以及選定的溫度條件下，針對待測鋰離子二次電池若干次采集其交流內阻數據和放電深度從0%到100%的放電容量數據；

2）將采集到的交流內阻與放電容量數據錄入電腦中，通過數據處理，得到交流內阻與放電容量的交流內阻-放電容量擬合曲線；

3）測鋰離子二次電池在日后的使用過程中，需要測定其經過一段時間衰減后的容量時，只需測量與之前采集交流內阻時相同的荷電狀態、相同溫度時，以相同頻率測量的交流內阻；

4）將測得的交流內阻對照之前的交流內阻-放電容量擬合曲線，即可得到電池在衰減后的容量。

所述測量鋰離子二次電池交流內阻時使用的交流頻率定義在700至1300Hz。

所述鋰離子二次電池在固定測量頻率、固定溫度以及固定荷電狀態條件下測定的交流內阻與衰減后容量呈線性關系的擬合曲線。