(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010258614.5
(22)申请日 2020.04.03
(71)申请人 惠州亿纬锂能股份有限公司
地址 516006 广东省惠州市仲恺高新区惠
风七路38号
(72)发明人 吴伟 徐悦斌 宋鹏元 李跃飞
郝强强 何巍 刘金成
(74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司
11332
代理人 巩克栋
(51)Int.Cl.
B07C 5/344(2006.01)
H01M 10/42(2006.01)
H01M 10/0525(2010.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种锂离子电池一致性的筛选
方法。所述方法包括如下步骤：(1)预筛选：将n个
SOC≥30％的电池进行自放电测试，选出在相同
的时间t内电池电压降≤10mV的电池，所述n≥3，
所述t≥24h；(2)第一次分选：将步骤(1)筛选后
的电池进行一次充放电过程，选出容量差≤
30mAh，交流内阻相差≤3mΩ的电池；(3)第二次
分选：将步骤(2)筛选后的电池采用2种以上的放
电模式进行放电过程，根据放电曲线进行分类配
组。本发明所述方法筛选得到的锂离子电池单体
一致性较好，能够避免因单体电池一致性不佳而
导致的电池组使用寿命低的问题。权利要求书1页 说明书5页 附图3页CN 111438083 A 2020.07.24
C N 111438083
A
1.一种锂离子电池一致性的筛选方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)预筛选：将n个SOC≥30％的电池进行自放电测试，选出在相同的时间t内电池电压降≤10mV的电池，所述n≥3，所述t≥24h；
(2)第一次分选：将步骤(1)筛选后的电池进行一次充放电过程，选出容量差≤30mAh，交流内阻相差≤3mΩ的电池；
(3)第二次分选：将步骤(2)筛选后的电池采用2种以上的放电模式进行放电过程，根据放电曲线进行分类配组。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述n≥5。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述n个电池为同一批次生产的相同材料体系的电池。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述时间t≥2天，优选为2～10天。
5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述n个电池的SOC相同，优选SOC为30～80％。
6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述自放电测试为：将电池在常温常压下静置，测试电池静置前后的电压。
7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述充放电过程在电池标准充放电电压区间内进行。
8.如权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述充放电过程的电流为0.4A～30A。
9.如权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述2种以上的放电模式为：恒流放电、恒阻放电和恒功率放电中的至少2种。
10.如权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述根据放电曲线进行分类配组为：每种放电模式的中值电压差≤10mV，整个放电过程的放电时间差≤2min。
权 利 要 求 书1/1页CN 111438083 A
一种锂离子电池一致性的筛选方法
技术领域
[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池一致性的筛选方法。
背景技术
[0002]锂离子电池已广泛应用于生活的各方面，在实际应用中采用串并联电池组形式获取更大能量，电池组内单体电池的一致性直接影响到电池组的性能和使用寿命。如何挑选出一致性好的电池是确保电池组性能发挥的关键，具有重大意义。
[0003]目前，大多数锂电池厂和pack厂采用静态条件下电池的容量、电压、内阻作为指标对电池进行筛选、配组，如：Δ容量≤30mAh、Δ电压≤10mV、ΔACR≤2mΩ。但是，通过这样筛选出来的电池组成的电池包，在实际使用中电池包中单体电池的一致性并不能得到保障。因此，在静态下通过电池电压、内阻的挑选方式不能很好的保证电池的一致性。
[0004]CN104741327B公开了一种锂离子动力电池动态一致性分选方法。包括步骤(1)初步分选：挑选出容量接近的单体电池；(2)将初步分选后的单体电池的电芯均进行3～5次常温全充全放循环；(3)记录每个电芯的恒流充电时间和放电平台电压时间，筛选出恒流比在90％以上、放电平台电压时间在45min以上的电池；(4)筛选出具有自放电合格芯的电池；
(5)筛选内阻在1～3mΩ内，且不带电开路电压在200mV以内的电池；(6)以电池大倍率充放电过程中的瞬时电压差为标准筛选同类型的电池。但是所述方法筛选的单体电池一致性较差。
[0005]CN105680108B公开了一种锂离子电池的筛选方法，包括：对同一批次电池进行容量一致性筛选；对满足容量要求的电芯进行交流内阻一致性的筛选；对满足交流一致性要求的电芯进行直流内阻一致性的筛选；对满足直流内阻一致性要求的电芯进行直流内阻和交流内阻比值一致性的筛选。但是所述方法筛选的单体电池一致性较差。
[0006]因此，本领域需要开发出一种新型锂离子电池一致性筛选方法，所述方法能够筛选得到一致性较好的锂离子电池单体。
发明内容
[0007]针对现有技术中照传统的静态筛选方法挑选出来的电池一致性得不到保障的问题。本发明的目的在于提供一种锂离子电池一致性的筛选方法，所述方法筛选得到的锂离子电池单体一致性较好，能够避免因单体电池一致性不佳而导致的电池组使用寿命低的问题。
[0008]为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0009]本发明的目的之一在于提供一种锂离子电池一致性的筛选方法，所述方法包括如下步骤：
[0010](1)预筛选：将n个SOC≥30％的电池进行自放电测试，选出在相同的时间t内电池电压降≤10mV的电池，所述n≥3，所述t≥24h；
[0011](2)第一次分选：将步骤(1)筛选后的电池进行一次充放电过程，选出容量差≤
30mAh，交流内阻相差≤3mΩ的电池；
[0012](3)第二次分选：将步骤(2)筛选后的电池采用2种以上的放电模式进行放电过程，根据放电曲线进行分类配组。
[0013]本发明所述锂离子电池一致性筛选方法采用动态挑选与传统的静态挑选方法相结合的方式，能够很好的挑选出一致性较好的电池，避免了因单体电池一致性不佳而导致的电池组使用寿命低的问题。
[0014]所述SOC≥30％，例如35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％或85％等；所述在相同的时间内电池电压降≤10mV的电池，例如1mV、2mV、3mV、4mV、5mV、6mV、8mV或9mV等；所述n≥3，例如5、10、15、20、25、30、35、40、50、60、70、80、90或100等；所述容量差≤30mAh，例如1mAh、3mAh、5mAh、7mAh、9mAh、10mAh、12mAh、14mAh、15mAh、17mAh、19mAh、20mAh、21mAh、25mAh或28mAh等；所述交流内阻相差≤3mΩ，例如0.5mΩ、0.8mΩ、1mΩ、1.5m Ω、2mΩ、2.5mΩ或2.8mΩ等；所述t≥24h，例如24h、48h、72h或96h
等。本发明所述电压差的筛选方法为：例如n为5(分别为1#、2#、3#、4#和5#)，若1#、2#、3#、4#电池之间(两两相减)电压降≤10mV，而5#电池与每一个电池之间的电压降皆大于10mV，则排除5#，1#、2#、3#、4#电池进行下面工序，交流内阻相差、中值电压差和放电时间差的筛选方式以此类推。[0015]本发明所述锂离子电池一致性的筛选方法适用于所有体系的电池，示例性的电池体系为NCM/石墨体系。
[0016]优选地，步骤(1)所述n≥5，例如6、8、10、15、20、25、30、35、40、50、60、70、80、90或100等。
[0017]优选地，步骤(1)所述n个电池为同一批次生产的相同材料体系的电池。
[0018]优选地，步骤(1)所述时间t≥2天，例如3天、4天、5天、6天、8天、10天、12天、15天、18天或20天等，优选为2～10天。
[0019]优选地，步骤(1)所述n个电池的SOC相同，优选SOC为30～80％，例如35％、40％、50％、60％、65％、70％或75％等。
[0020]本发明中SOC选择为30～80％，电池在低SOC下自放电不明显，电池之间的差异性不能很好的体现出来，而高SOC下虽能更好的辨别出电池之间的差异，但SOC越高，电池的能量越大，一旦因操作不当导致电池短路，造成的危害也越大。因此，结合电池自放电筛选效果和安全下优选30～80％SOC。
[0021]优选地，步骤(1)所述自放电测试为：将电池在常温常压下静置，测试电池在静置前后的电压。
[0022]优选地，步骤(2)所述充放电过程在电池标准充放电电压区间内进行。
[0023]优选地，步骤(2)所述充放电过程的电流为0.4A～30A，例如1A、3A、5A、10A、12A、15A、18A、20A、22A、25A或28A等。
[0024]优选地，步骤(3)所述2种以上的放电模式为：恒流放电、恒阻放电和恒功率放电中的至少2种。
[0025]优选地，步骤(3)所述根据放电曲线进行分类配组为：每种放电模式的中值电压差≤10mV(例如1mV、2mV、5mV、6mV、8mV或9mV等)，整个放电过程的放电时间差≤2min(例如0min、0.5min、1min或1.5min等)。
[0026]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0027]本发明所述锂离子电池一致性筛选方法采用动态挑选与传统的静态挑选方法相结合的方式，能够很好的挑选出一致性较好的电池，避免了因单体电池一致性不佳而导致的电池组使用寿命低的问题。
附图说明
[0028]图1为本发明实施例1中10个单电芯搁置前后电压降测试图；
[0029]图2为本发明实施例1中电芯V-1#、V-2#、V-3#、V-4#、V-5#、V-8#、V-9#和V-10#进行充放电测试得到的容量和交流内阻测试图；
[0030]图3为本发明实施例1中电芯V-1#、V-2#、V-4#、V-5#、V-8#、V-9#和V-10#依次进行恒流放电和恒阻放电过程的曲线图；
[0031]图4为本发明实施例1中电芯V-1#和V-2#组成2S1P的放电曲线图；
[0032]图5为本发明实施例1中电芯V-4#和V-5#组成2S1P的放电曲线图。
具体实施方式
[0033]为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0034]实施例1
[0035]本实施例采用的电池体系为NCM/石墨体系，正极为三元NCM，负极为石墨。[0036]一种锂离子电池一致性的筛选方法包括如下步骤：
[0037](1)预筛选：
[0038]将10个同一批次生产的单电芯充电到3.6V(SOC为30％)，充电方式为：2A恒流恒压充电至3.6V，截止电流0.1A(10个电芯分别命名为V-1#、V-2#、V-3#、V-4#、V-5#、V-6#、V-7#、V-8#、V-9#、V-10#)，常温下搁置5天，测试搁置前后电芯电压，计算电压降；
[0039]测试图为图1，图中横坐标为电芯编号，1代表V-1#、2代表V-2#……10代表V-10#，由图中可以看出，电芯V-6#和V-7#电压降大于10mV，因此排除电芯V-6#和V-7#，得到电压降一致性较好的8个电芯(电芯V-1#、V-2#、V-3#、V-4#、V-5#、V-8#、V-9#、V-10#)；
[0040](2)第一次分选：
[0041]将步骤(1)筛选后的单电芯充满电(2A恒流恒压充电至4.2V，截止电流0.1A)，然后以0.4A恒流放电至2.5V，选出容量差≤30mAh，交流内阻差≤2mΩ的电芯；
[0042]测试图为图2，图中横坐标为电芯编号，1代表V-1#、2代表V-2#……10代表V-10#，由图中可以看出，V-3#与各电池的容量差大于30mAh，排除V-3#，得到一致性较好的7个电芯(V-1#、V-2#、V-4#、V-5#、V-8#、V-9#、V-10#)；
[0043](3)第二次分选：
[0044]将步骤(2)筛选后的单电芯依次进行恒流放电和恒阻放电：充电到3.60V(2A恒流恒压充电至3.6V，
截止电流0.1A)，然后9A恒流放电至2.9V，再以0.7Ω恒阻放电至2.0V，分别根据恒流放电和恒阻放电中的中值电压差≤10mV，以及电芯整个放电过程的放电时间差≤2min，进行筛选；
[0045]放电曲线测试图为图3，由图中可以看出，放电曲线接近的为：V-1#、V-2#、V-4#、V-10#，排除V-5#、V-8#、V-9#；
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