[發明專利]一種二次電池的分選方法

有效

• 申請號: 201410041257.1
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103801521A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 高飛;楊凱;李大賀;劉皓;胡晨;王麗娜;惠東;來小康
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: B07C5/344
• 分類號: B07C5/344
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域：

本發明涉及一種電池分選方法，更具體涉及一種二次電池的分選方法。

背景技術：

二次電池用于儲能技術，限于電池單體的容量、電壓、能量/功率有限等原因，必須通過串并聯成組之后，才能達到儲能應用的電壓等級、能量/功率等級的要求。成組電池的數量與單體的規格、儲能應用的具體要求直接相關，而電池成組之后的整體性能不等于單體電池性能的簡單加和，由于電池單體之間的一致性差異導致電池成組之后出現“木桶效應”，電池成組后的整體性能受制于性能最差的電池單體，尤其是使用壽命更是明顯低于電池單體的使用壽命，這種情況使二次電池的儲能應用效果大打折扣，既限制了電池性能的發揮，又提高了使用成本。

針對這種情況，出現了二次電池的分選技術，即在二次電池成組之前，通過技術手段從眾多電池中篩選出一致性接近的電池單體，排除差異較大的電池單體，降低“木桶效應”的不良影響，通過分選技術篩選電池再進行成組集成，提高電池組的整體性能，并延長使用壽命。

然而，目前的傳統分選技術大多是以電池單體的容量、電壓、內阻等外特性參數為指標進行篩選，其特點是篩選時間短，效率高，可迅速完成分選，其缺點是以這些外特性參數為指標篩選出的電池單體往往是只能保證這些指標的一致性，無法反映出電池內部特征的一致性，而且隨著電池制造商質量管理、技術水平的提高，這些外特性參數在出廠階段基本上就非常接近了，常規分選方法在“分辨率”上難以有效區分電池單體之間的微小差異，在這樣情況下這種常規分選技術就已經失去了意義。

成組的電池單體的一致性，其外部表現是容量、電壓、內阻這些外特性參數，其內在根本在于電池內部的一致性。電池成組之后，“木桶效應”主要體現在電池組充電末期，個別電池單體首先達到充電截止電壓，而其他電池單體電壓較低，長此循環下去，造成個別電池長期過充，其他電池長期為充滿的現象，這樣進一步加速了電池組內單體之間的差異。

在電池組充電末期，二次電池的電壓會從充電電壓平臺迅速上升，然后達到充電截止電壓，在這個過程中電池內部出現明顯的濃差極化現象，載流子在電池內部的擴散阻力增大，同時因電池極片表面雙電層效應的存在，還會表現出一定的電容效應。本申請就是通過對二次電池充電電壓從充電平臺上升到充電截止電壓這一階段的電池內載流子擴散行為和電容彌散效應的一致性來進行二次電池的分選。

發明內容：

本發明的目的是提供一種二次電池的分選方法，該方法提高電池組的整體性能，并延長使用壽命。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種二次電池的分選方法，所述方法包括以下步驟：

（1）選取待分選電池對應的特征荷電狀態；

（2）采集所述待分選電池的電化學交流阻抗譜；

（3）提取所述待分選電池的二維特征參數；

（4）確定用于組合成一個電池組的電池單體。

本發明提供的一種二次電池的分選方法，所述步驟（1）中通過待分選電池的充電曲線中的最大曲率值所對應的點確定特征荷電狀態。

本發明提供的一種二次電池的分選方法，若所述最大曲率值為兩個以上，選擇最接近所述充電曲線中截止電壓所對應的點的最大曲率值。

本發明提供的另一優選的一種二次電池的分選方法，所述充電曲線為在充放電倍率1倍率以下，對所述待分選電池的單體進行三次完整的充放電循環的最后一次充電曲線。

本發明提供的再一優選的一種二次電池的分選方法，通過數值分析確定所述最后一次充電曲線的曲率函數；將所述曲線視為自變量時間與因變量電壓的函數關系式。

本發明提供的又一優選的一種二次電池的分選方法，所述函數關系式通過所述最后一次充電曲線進行非線性數值擬合確定，從而確定其曲率函數。

本發明提供的又一優選的一種二次電池的分選方法，其特征在于：所述曲率函數通過式（1）確定：

K(t)=|d²V(t)/dt²|/(1+(dV(t)/dt)²)^3/2??（1）

式中，V、t分別為所述最后一次充電曲線中的電壓和時間；