[發(fā)明專利]一種快速評價鋰離子電池循環(huán)壽命的方法

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• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112731182A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 王帝;張俊英;周江;伍紹中;溫洪超;馮文浩
• 申請（專利權）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: G01R31/392
• 分類號: G01R31/392;G01R31/378;G01R31/387;G01R31/36;G01R31/00
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 仝林葉

本發(fā)明公開了一種快速評價鋰離子電池循環(huán)壽命的方法。該方法通過將電池放置在一種具有高強度材料制成的恒位移壓力測試工裝中進行循環(huán)測試，所述恒位移壓力測試工裝包括：下端板、滑動板、絕緣電木板、限位柱、限位滑環(huán)、傳感器固定板、傳感器；通過循環(huán)過程中壓力值和壓力增長率的變化值判定電池容量的衰減情況；通過與正常循環(huán)容量保持率的對比，得到比例系數(shù)，在對其它批次的電池進行膨脹力循環(huán)，根據(jù)比例系數(shù)可以判定該批次電池最終能達到的壽命情況，該方法可以將循環(huán)效率提高2~3倍。

技術領域

本發(fā)明涉及電氣技術領域，特別是涉及一種快速評價鋰離子電池循環(huán)壽命的方法。

背景技術

隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭，新能源產業(yè)的蓬勃發(fā)展，越來越多的鋰離子電池被使用在電動汽車上。然而，鋰離子電池循環(huán)測試是一個需要大量時間以及電量的投入才能完成，鋰離子電池的循環(huán)壽命至少在1200次以上，三元材料電池的最高可到2000多次80%剩余容量，磷酸鐵鋰材料電池可以循環(huán)上萬次，使用目前的充放電條件需要1年甚至更多的時間去做循環(huán)測試。如此長時間的測試不僅僅浪費巨大的人力、物力、財力，而且影響電池的開發(fā)進度，也不能快速的評價批次之間的差異。

因此，目前迫切需要開發(fā)出一種方法，這種方法可以快速的評價電池的壽命情況。我們需要加速電池壽命的衰減，通過其它參數(shù)的限定以及數(shù)據(jù)的對比更加快速地、更加科學的評價鋰離子電池的循環(huán)壽命。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種快速評價鋰離子電池循環(huán)壽命的方法，其可以在更短的時間內評估出電池的容量，另外可以通過壓力值和壓力的增長率判斷電池的容量衰減情況。

為此，本發(fā)明提供了一種快速評價鋰離子電池循環(huán)壽命的方法，包括以下步驟：

第一步、使用恒位移壓力測試工裝，在設置一定初始力的情況下進行膨脹力循環(huán)測試，另外進行一組普通條件下（是正常電池在不增加任何裝置的調節(jié)下）的循環(huán)測試進行對比，確定比例系數(shù)（定義為K值）；所述恒位移壓力測試工裝包括：下端板、滑動板、絕緣電木板、限位柱、限位滑環(huán)、傳感器固定板、傳感器；下端板設置有四個均勻分布的開縫螺紋固定限位柱，四個限位柱通過螺紋固定在下端板上，下端板的上表面固定有下絕緣電木板，滑動板的下表面裝有上絕緣電木板，滑動板上裝有4個滑環(huán)，電池放置在下端板與滑動板之間，傳感器固定板上設置有開孔，用于固定傳感器；

第二步、通過壓力出現(xiàn)的拐點判定容量急劇衰減的階段，通過容量的拐點時壓力，可以定義為該電池壓力的預警閥值（定義為F值）；通過對比恒位移和普通條件下的循環(huán)次數(shù)確定k值。

第三步、對其它批次電池進行恒位移條件下的循環(huán)測試利用k值計算該批次電池所能達到的實際水平。

其中，在第一步中，通過增大初始力可以加快循環(huán)速度，但是過大的初始力可能會導致電池安全問題，建議在0.15~0.3MPa之間。

由以上本發(fā)明提供的技術方案可見，與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明提供了一種快速評價鋰離子電池循環(huán)壽命的方法，其可以將循環(huán)效率提高2~3倍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明公開的一種恒位移壓力測試工裝；

圖2是本發(fā)明的實施例中，不同初始力循環(huán)和普通循環(huán)曲線；

圖3是本發(fā)明的實施例中，1kN的初始力進行循環(huán)測試以及普通循環(huán)測試對k值進行驗證的測試曲線。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。