[發明專利]一種運載火箭用高功率鋰離子電池的篩選配組方法

在審

• 申請號: 202111175829.1
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113967609A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 沈川杰;王飛;高莉;王舒丹;王雨果;李克鋒;王冠;呂士銀
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: B07C5/344
• 分類號: B07C5/344
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 施穎杰

本發明公開了一種運載火箭用高功率鋰離子電池的篩選配組方法，采用先持續夾持施壓結合超大電流脈沖放電，在進行擱置測量電壓下降速率的方法，可以提前暴露并剔除潛在的微短路隱患；采用多次間隔的大電流脈沖能力測試，不僅能考察電池的容性供電能力、極化供電能力、暴露缺陷，還能防止電池過熱造成不必要的性能衰減；采用漏電流系數作為配組的依據之一，并通過合理的計算方法可以高效實現最優配組的目的；本發明在充電后，擱置8h～24h，使電池開路電壓達到穩定后再測量開路電壓，相比現有手段的測試結果更準確可靠。本發明解決了運載火箭高功率鋰離子電池單體中潛在短路無法及時發現的技術問題，提高了運載火箭高功率鋰離子電池的實現最優配組效率。

技術領域

本發明涉及運載火箭鋰離子電池領域，具體涉及一種運載火箭用高功率鋰離子電池的篩選配組方法。

背景技術

隨著科學技術發展，鋰離子電池的在運載火箭領域應用越來越多。方形鋰離子電池單體是運載火箭常用的一種結構形式，該結構形式的鋰離子單體電池具有較高的功率輸出特性和高的可靠性。然而，鋰離子電池內部可能存在潛在的微短路風險，采取普通的存放擱置測試方法，在單體電池裝機前初期并不能發現該缺陷，單體電池裝機后，通過長時間貯存或偶爾一次使用后，鋰離子電池時有偶發性內部微短路的情況。目前，鋰離子電池內部微短路的測試方法主要通過長時間擱置的方法結合來實現，然而長時間擱置的方法不能潛在的風險。

CN106378317B《高壓高功率鋰離子電池組單體篩選方法和系統》先測量單體電池的容量保持率(等效于電壓下降率)，最后再測試脈沖放電直流內阻，與本發明的測試順序不同，不夠成脈沖放電對電壓下降速率的因果關系，無法有效剔除可能發生微短路的單體電池；CN108254695A《一種磷酸鐵鋰電池模組中電芯單體容量一致性檢測方法》中所述脈沖大電流為1C～10C放電，難以實現潛在微短路缺陷的暴露。

發明內容

本發明的目的在于提供一種運載火箭用高功率鋰離子電池的篩選配組方法，采用持續夾持施壓結合大電流脈沖放電的方法提前暴露并剔除微短路隱患，解決了運載火箭高功率鋰離子電池單體中潛在短路無法及時發現的技術問題，通過一種合理的計算方法解決運載火箭高功率鋰離子電池的實現最優配組效率不高的技術問題。

為了達到上述的目的，本發明提供一種運載火箭用高功率鋰離子電池的篩選配組方法，包括步驟如下：

步驟一、充滿電的高功率鋰離子電池通過放電測試容量C_x；

步驟二、充電到規定的電量后，用夾板以0.05Mpa～0.5Mpa的壓力夾持；以25C～40C脈沖電流、0.2s脈沖寬度，間隔輸出多次脈沖，測量多次脈沖過程的最低電壓下限值U_d；

步驟三、充電到規定電量后，擱置t₁小時，測量開路電壓U₁，擱置t₂小時，測量開路電壓U₂，計算持續擠壓狀態下，大電流脈沖試驗后的電壓下降速率K_x＝(U₁-U₂)/t₂；

步驟四、按照C_x滿足規定容量范圍，脈沖電壓下限值U_x滿足規定電壓范圍，電壓下降速率K_x滿足規定范圍的規則剔除不合格的高功率鋰離子電池；

步驟五、計算電流漏率系數為K_x*C_x，從小到大排序為m，容量從大到小排序為n，按漏電流分組，每個漏電流組數量為E，漏電流組數量E滿足單個電池組單體數量W的整數倍，需要配組電池組的總組數為B，單體總數是W*B，建立每個單體電池的權重值y＝int((m-1)/E)+n/(W*B)，其中int()為向下取整函數；

步驟六、篩選滿足要求的單體電池按照y值從小到大順序進行排序，按順序每W個單體分配為同一電池組中使用。