一种废旧电池梯次使用的筛选方法
【专利摘要】本发明涉及一种废旧电池梯次使用的筛选方法，包括如下步骤：通过外观辨识对待分析的动力电池进行初步评估；测试电池单体的自放电；单体一致性测试；测试电池参数并分级。通过分析电动汽车退役动力电池的特性，提出适用于动力电池二次利用的筛选方法，该方法可充分发挥电动汽车退役动力电池的剩余性能，提高动力电池二次利用的经济性。
【专利说明】一种废旧电池梯次使用的筛选方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种废旧电池梯次使用的筛选方法，尤其涉及一种电动汽车使用后报废的动力锂离子电池的筛选方法。
【背景技术】
[0002]能源与环境已成为当前全球最为关注的问题。传统燃油汽车作为消耗石油资源和污染环境的大户，正在不断受到新型清洁能源汽车的冲击。电动汽车以电代油，能够实现“零排放”与“低噪音”，是解决能源和环境问题的重要手段。随着石油资源的紧张和电池技术的发展，电动汽车开始在世界范围内逐渐推广应用。以电动汽车为代表的新一代节能与环保汽车是汽车工业发展的必然趋势已经成为普遍共识。目前，电动汽车主要是以高能量密度的锂离子电池为主，从现有情况推测来看未来几年锂离子电池将保持高速增长态势，预计到2020年电动汽车对锂离子动力电池需求将到达450亿?550亿Wh，而2030年将超过 1000 亿 Wh。
[0003]然而，动力电池的性能随使用次数的增加而衰减，当动力电池性能下降到原性能的80%时，将不能达到电动汽车的使用标准。随着电动汽车保有量的增加，不能达到电动汽车使用标准的动力电池组件将大量涌现。动力电池二次利用，是指在动力电池报废后，将其剩余的容量性能使用于其性能满足的其他应用领域。
[0004]然而从电动车上淘汰下来的动力电池，健康状态并不一致，必须进行严格筛选，剔除出已经与大部分电池不一致的少部分问题电池，只有通过合理的筛选，二次利用才能保障其价值充分发挥。
[0005]动力电池二次利用的概念刚提出不久，研究仍不广泛。中国电力科学研究院的专利申请CN201110410608.8《一种电动汽车动力电池梯次利用的分级方法》，提出一种将动力电池分级的理论方法，对检测动力电池物理和化学属性有指导作用，但实际操作可行性比较低，不容易实现，即便实现所述检测，也易对电池本身造成破坏。
[0006]但是现阶段对于废旧动力电池的筛选，仍没有明确的定义和方法。如何将这些还具有大部分容量的电池合理的再次使用是一个非常有价值和意义的研究。
[0007]综上所述，现有技术中存在如下技术问题:从电动车上淘汰下来的动力电池，健康状态并不一致，必须进行严格筛选，剔除出已经与大部分电池不一致的少部分问题电池，只有通过合理的筛选，二次利用才能充分发挥其价值。现阶段废旧动力电池的筛选，没有明确的定义和方法。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种废旧电池梯次使用的筛选方法，通过外观、自放电、一致性三个电池的重要特性测试，完全淘汰了没有二次利用价值的电池，使剩余电芯继续二次使用。具体技术方案如下:
[0009]一种废旧电池梯次使用的筛选方法，包括如下步骤:
[0010](I)通过外观辨识对待分析的动力电池进行初步评估；
[0011 ](2)测试电池单体的自放电；
[0012](3)单体一致性测试；
[0013](4)测试电池参数并分级。
[0014]进一步地，所述废旧电池为电动汽车使用后报废的动力锂离子电池。
[0015]进一步地,步骤(3)中具体包括如下步骤:
[0016](3-1)将经过步骤(I)和(2)后剩余的N个电池串联；
[0017](3-2)将N个电池充满电；
[0018](3-3)按一定的电流恒流放电至V1*N ；
[0019](3-4)计算每个电池电压和电压Vl的差值；
[0020](3-5)继续恒流放电至V2*N ；
[0021](3-6)计算每个电池电压和电压V2的差值；
[0022](3-7)继续恒流放电至V3*N ；
[0023](3-8)计算每个电池电压和电压V3的差值。
[0024]进一步地，步骤(I)中具体包括如下步骤:
[0025](1-1)观察电池外观是否完好；
[0026](1-2)观察电池表面是否平整干燥，有无破损，有无变形，有无污溃，有无鼓包胀气现象；
[0027](1-3)初步排除不满足步骤(1-1)和(1-2)要求的电池。
[0028]进一步地，步骤⑵测试电池的自放电参数后，排除内部短路的电池。
[0029]进一步地，步骤(3)中V1、V2、V3数值在对应电池体系的放电区间，且Vl > V2 >V3。
[0030]进一步地，步骤(4)中测试电池的容量，按容量大小对电池进行分级。
[0031]进一步地，步骤(1-1)之前还包括步骤:把从电动汽车上退役下来的电池组进行拆分；对同种规格、同种型号的动力电池按组分开；步骤(1-3)中包括:无梯次利用价值的电池直接进入回收流程，有梯次利用价值的电池进入下一步。
[0032]进一步地，步骤(2)中进一步包括:
[0033](2-1)将电池以1/3C电流充至满电状态；
[0034](2-2)在室温下搁置7天；
[0035](2-3)再测试电池的容量；
[0036](2-4)计算电池的自放电率；
[0037](2-5)自放电率高的电池，直接淘汰。
[0038]进一步地，步骤(4)中进一步包括如下步骤:
[0039](4-1)测试剩余电池的标准容量，按1/3C电流测试；
[0040](4-2)将电池按容量10 %的差异分为几个档次；
[0041](4-3)根据不同的剩余容量使用于不同的场合。
[0042]与目前现有技术相比，本发明通过分析电动汽车退役动力电池的特性，提出适用于动力电池二次利用的筛选方法。该方法可充分发挥电动汽车退役动力电池的剩余性能，提高动力电池二次利用的经济性。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1为本发明提供的一种动力电池循环使用方法流程图
【具体实施方式】
[0044]下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
[0045]在优选实施例中:一种动力电池梯次利用的分析方法，包括以下步骤:
[0046](1)首先通过外观辨识对待分析的动力电池进行初步评估；
[0047](2)测试电池单体的自放电；
[0048](3)单体一致性测试，将经过步骤⑴和(2)后剩余的N个电池串联，充满电后，按一定的电流恒流放电至V1*N，计算每个电池电压和电压VI的差值；继续恒流放电至V2*N，计算每个电池电压和电压V2的差值；继续恒流放电至V3*N，计算每个电池电压和电压V3的差值；
[0049](4)测试电池参数并分级。
[0050]所述步骤(1)外形判断，主要动力电池的外观是否完好，表面是否平整干燥，有无破损，有无变形，有无污溃，有无鼓包胀气现象，外观识别需在良好的光线条件下进行，筛选出认为有梯次利用价值的动力电池。
[0051]所述步骤⑵测试电池的自放电参数，用于排除内部短路的电池。
[0052]所述步骤(3)中V1、V2、V3数值在对应电池体系的放电区间，且VI > V2 > V3。
[0053]所述步骤(4)中测试电池的容量，按容量大小对电池进行分级。
[0054]更具体地:
[0055]1、外观筛选
[0056]在步骤1中，把从电动汽车上退役下来的电池组进行拆分，=对同种规格、同种型号的动力电池即待分析的动力电池进行外观评估以获得有梯次利用价值的动力电池。其中，判断动力电池的外观是否完好，表面是否平整干燥，有无破损，有无变形，有无污溃，有无鼓包胀气现象，外观识别需在良好的光线条件下进行，筛选出认为有梯次利用价值的动力电池。而无梯次利用价值的电池直接进入回收流程，有梯次利用价值的电池进入下一步。
[0057]2、自放电测试
[0058]动力电池在使用过程中，安全隐患很大程度是来自电池的内部短路，对于经过长期使用的动力电池，其安全隐患明显增加。电池自放电是一个能很好反映电池内阻短路问题的参数，通过测试电池的自放电参数，能很大程度上排除内部短路的电池。测试流程为:将电池以1/3C电流充至满电状态，在室温(25°C )下搁置7天，再测试电池的容量，计算电池的自放电率。将自放电率作为电池筛选过程中最先考虑的参数，对于自放电率高的电池，直接淘汰。
[0059]3、单体一致性测试
[0060]将经过步骤(1)和⑵后剩余的N个电池串联，将电池组以1/3C电流充至满电状态，按一定的电流(0.1-1C)恒流放电至V1*N，计算每个电池电压和电压VI的差值；继续恒流放电至V2*N，计算每个电池电压和电压V2的差值；继续恒流放电至V3*N，计算每个电池电压和电压V3的差值。对于电压差值过大的电池直接淘汰。
[0061]4、按容量分级，待使用
[0062]经过上述外观、自放电、一致性测试后，剩余的电池即为可二次使用的电池。测试剩余电池的标准容量，按1/3C电流测试。将电池按容量10%的差异分为几个档次，根据不同的剩余容量使用于不同的场合。
[0063]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种废旧电池梯次使用的筛选方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)通过外观辨识对待分析的动力电池进行初步评估； (2)测试电池单体的自放电； (3)单体一致性测试； (4)测试电池参数并分级。
2.如权利要求1所述的废旧电池梯次使用的筛选方法，其特征在于，所述废旧电池为电动汽车使用后报废的动力锂离子电池。
3.如权利要求1或2所述的废旧电池梯次使用的筛选方法，其特征在于，步骤(3)中具体包括如下步骤: (3-1)将经过步骤⑴和(2)后剩余的N个电池串联； (3-2)将N个电池充满电； (3-3)按一定的电流恒流放电至V1*N; (3-4)计算每个电池电压和电压Vl的差值； (3-5)继续恒流放电至V2*N ； (3-6)计算每个电池电压和电压V2的差值； (3-7)继续恒流放电至V3*N ； (3-8)计算每个电池电压和电压V3的差值。
4.如权利要求1-3中任一项所述的废旧电池梯次使用的筛选方法，其特征在于，步骤(1)中具体包括如下步骤: (1-1)观察电池外观是否完好； (1-2)观察电池表面是否平整干燥，有无破损，有无变形，有无污溃，有无鼓包胀气现象； (1-3)初步排除不满足步骤(1-1)和(1-2)要求的电池。
5.如权利要求1-4中任一项所述的废旧电池梯次使用的筛选方法，其特征在于，步骤(2)测试电池的自放电参数后，排除内部短路的电池。
6.如权利要求3所述的废旧电池梯次使用的筛选方法，其特征在于，步骤(3)中V1、V2、V3数值在对应电池体系的放电区间，且Vl > V2 > V3。
7.如权利要求1-6中任一项所述的废旧电池梯次使用的筛选方法，其特征在于，步骤(4)中测试电池的容量，按容量大小对电池进行分级。
8.如权利要求4所述的废旧电池梯次使用的筛选方法，其特征在于，步骤(1-1)之前还包括步骤:把从电动汽车上退役下来的电池组进行拆分；对同种规格、同种型号的动力电池按组分开；步骤(1-3)中包括:无梯次利用价值的电池直接进入回收流程，有梯次利用价值的电池进入下一步。
9.如权利要求1-8中任一项所述的废旧电池梯次使用的筛选方法，其特征在于，步骤(2)中进一步包括: (2-1)将电池以1/3C电流充至满电状态； (2-2)在室温下搁置7天； (2-3)再测试电池的容量； (2-4)计算电池的自放电率； (2-5)自放电率高的电池，直接淘汰。
10.如权利要求1-9中任一项所述的废旧电池梯次使用的筛选方法，其特征在于，步骤(4)中进一步包括如下步骤: (4-1)测试剩余电池的标准容量，按1/3C电流测试； (4-2)将电池按容量10%的差异分为几个档次； (4-3)根据不同的剩余容量使用于不同的场合。
【文档编号】H01M10/54GK104362395SQ201410466151
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】朱广燕, 刘三兵, 梅周盛 申请人:奇瑞汽车股份有限公司