锂离子电池容量分选方法与流程

本发明涉及锂离子电池制造领域，特别涉及一种锂离子电池容量分选方法。
背景技术：
：锂离子电池具有电压高、比能量大、充放电寿命长等优点，因此被广泛应用于电子产品、便携式小型电器、储能系统等多个领域的产品中。在锂离子电池的生产过程中，需要对锂离子电池的实际容量进行评估，从而分选出实际容量不合格的锂离子电池。在传统的锂离子电池容量分选方法中，应用最广泛的是方法是通过对锂离子电池进行多次充放电得出放电容量，然后根据放电容量来确定锂离子电池的实际容量是否合格。其中充放电工艺一般是先对锂离子电池恒流恒压充电至接近充电终止电压的截止电压(如4.35V)，然后再恒流放电至接近放电终止电压的截止电压(如3.0V)。然而上述方法容量分选时间长，仅一次充放电就需6h-12h小时，工作效率较低；而且需要投入大量的设备、人力资源，成本较高。技术实现要素：基于此，有必要针对传统的锂离子电池容量分选方法容量分选时间长的问题，提供一种锂离子电池容量分选方法，能降低容量分选时间，提高生产效率。一种锂离子电池容量分选方法，包括：对锂离子电池进行第一次恒流恒压充电，其中以第一充电电流进行恒流充电并充至第一电压，再进行恒压充电并于充电电流减小为第一截止电流时停止充电；对所述锂离子电池进行第二次恒流恒压充电，其中以第二充电电流进行恒流充电并充至第二电压，再进行恒压充电并于充电电流减小为第二截止电流时停止充电；所述第二电压大于所述第一电压，且所述第二电压小于或等于所述 锂离子电池的充电终止电压；获取所述锂离子电池从充电电流为所述第一截止电流至充电电流为所述第二截止电流的充电过程中获得的充电容量；根据所述充电容量对所述锂离子电池进行容量分选。在其中一个实施例中，所述第一充电电流介于0.1C至0.3C之间。在其中一个实施例中，所述第一电压介于3.0V至3.85V之间。在其中一个实施例中，所述第一截止电流介于所述第一充电电流的1/20至1/10之间。在其中一个实施例中，所述第二充电电流介于0.5C至0.7C之间。在其中一个实施例中，所述第二电压小于或等于4.4V。在其中一个实施例中，所述第二截止电流介于所述第二充电电流的1/20至1/10之间。在其中一个实施例中，在根据所述充电容量对所述锂离子电池进行容量分选的步骤中，容量分选的方法为：若所述充电容量处于与所述锂离子电池实际容量合格范围对应的充电容量范围内，则判定所述锂离子电池的实际容量合格。在其中一个实施例中，所述锂离子电池实际容量合格范围为2470mAh至2717mAh时，所述充电容量范围为1021mAh至1293mAh。在其中一个实施例中，所述实际容量合格范围为3020mAh至3300mAh之间时，所述充电容量范围为1200mAh至1497mAh。上述锂离子电池容量分选方法具有的有益效果为：该锂离子电池容量分选方法通过对锂离子电池进行第一次恒流恒压充电并充至第一电压，再对该锂离子电池进行第二次恒流恒压充电并充至第二电压，然后获取锂离子电池从充电电流为第一截止电流至充电电流为第二截止电流的充电过程中获得的充电容量，即可根据该充电容量对锂离子电池进行容量分选。因此，该锂离子电池容量分选方法只需对锂离子电池进行充电，即可对该锂离子电池进行电池容量分选，与传统的容量分选方法相比，免去了放电和多次充放电的步骤，既减少了容量分选时间，又提高了生产效率。附图说明图1为一实施例的锂离子电池容量分选方法的流程图。图2为验证图1所示实施例的实验一中充电容量C1、实际容量C2的相关性曲线结果图。图3为验证图1所示实施例的实验二中充电容量C1、实际容量C2的相关性曲线结果图。具体实施方式为了更清楚的解释本发明提供的锂离子电池容量分选方法，以下结合实施例作具体的说明。图1为一实施例的锂离子电池容量分选方法的流程图。如图1所示，锂离子电池容量分选方法包括以下步骤：S110、对锂离子电池进行第一次恒流恒压充电。其中，以第一充电电流进行恒流充电并充至第一电压，再进行恒压充电并于充电电流减小为第一截止电流时停止充电。具体的，为了保证锂离子电池在化成时形成稳定的SEI膜(solidelectrolyteinterface，固体电解质界面膜)，将第一充电电流控制为0.1C至0.3C之间。具体的，第一电压介于3.0V至3.85V之间。具体的，第一截止电流介于第一充电电流的1/20至1/10之间。这样做的优势在于：既能使得充入锂离子电池的电量接近对应第一电压的理想充入电量，又能减少充电时间。S120、对锂离子电池进行第二次恒流恒压充电。其中，以第二充电电流进行恒流充电并充至第二电压，再进行恒压充电并于充电电流减小为第二截止电流时停止充电。同时第二电压大于第一电压，且该第二电压小于或等于锂离子电池的充电终止电压。具体的，第二充电电流介于0.5C至0.7C之间。这样做的优势在于：保证锂离子电池在化成时形成稳定的SEI膜，且能够加快充电的效率，减少充电时间。具体的，第二电压小于或等于4.4V。在传统容量分选方法中，需对锂离子电池进行多次充放电后才能进行容量分选，因此待容量分选完毕还需对锂离子 电池进行充电后才能正常使用。在本实施例中，不需要对锂离子电池进行放电，直接将锂离子电池的电压充至第二电压即能进行容量分选，在容量分选完毕后，由于第二电压小于或等于4.4V，已接近充电终止电压，因此锂离子电池不需要再次充电即能够满足后续使用的要求，或者即使需要充电，充电时间也比传统方法从放电终止电压开始充电所消耗的时间短的多，因此本实施例提供的容量分选方法更便于后续生产使用。具体的，第二截止电流介于第二充电电流的1/20至1/10之间。这样做的优势在于：既能使得充入锂离子电池的电量接近对应第二电压的理想充入电量，又能减少充电时间。S130、获取锂离子电池从充电电流为第一截止电流至充电电流为第二截止电流的充电过程中获得的充电容量。也就是说，该充电容量的计算起始时间是步骤S110中充电电流减小为第一截止电流的时刻，而该充电容量的计算截止时间是步骤S120中充电电流减小为第二截止电流的时刻，那么从起始时间至截止时间的这段时间内向锂离子电池内共充入的容量即为上述充电容量。需要说明的是，这一步骤在实际操作中是与步骤S110、S120同时进行的，如此，就能更进一步减少充电时间。S140、根据上述充电容量对锂离子电池进行容量分选。需要说明的是，锂离子电池的充电容量与实际容量存在线性的相关性，因此只要知道锂离子电池的实际容量合格范围，就可以确定与实际容量合格范围对应的充电容量范围。因此，在本实施例中，只需判断步骤S130中获得的充电容量是否处于与实际容量合格范围对应的充电容量范围内，若是，即可判定锂离子电池实际容量合格，否则判定锂离子电池实际容量不合格。具体的，实际容量合格范围为2470mAh至2717mAh时，充电容量范围为1021mAh至1293mAh。也就是说，对于实际容量合格范围为2470mAh至2717mAh的锂离子电池来说，只要充电容量处于充电容量范围1021mAh至1293mAh之间，则可判定锂离子电池的实际容量合格。具体的，实际容量合格范围为3020mAh至3300mAh时，充电容量范围为1200mAh至1497mAh。也就是说，对于实际容量合格范围为3020mAh至 3300mAh的锂离子电池来说，只要充电容量处于充电容量范围1200mAh至1497mAh之间，则可判定锂离子电池的实际容量合格。为了进一步验证本实施例提供的锂离子电池容量分选方法的可行性，申请人提供了实验验证结果。在以下实验中，申请人分别针对两种实际容量合格范围不同的锂离子电池，测试充电容量和实际容量的相关性结果，从而对充电容量与实际容量之间具有的线性关系进行验证；同时还验证了利用本实施例提供的锂离子容量分选方法进行容量分选耗时较短的优势。其中，测试充电容量和实际容量的相关性结果主要思路是：选取若干实际容量合格范围相同的锂离子电池，首先对各锂离子电池按步骤S110至步骤S130得出充电容量，再利用传统的充放电测试方法得出各锂离子电池的实际容量，最后根据各锂离子电池的充电容量与实际容量得出充电容量与实际容量的相关性结果。具体实验情况如下：实验一：以聚合物软包锂离子电池V435964P-2450mAh为例，实际容量合格范围为2470mAh至2717mAh，在实验中共选取112块聚合物软包锂离子电池，具体实验步骤如下：1、测试各聚合物软包锂离子电池的充电容量：第一次恒流恒压充电：将各聚合物软包锂离子电池以0.3C的电流进行恒流充电并充至3.79V，再进行恒压充电并于充电电流减小为0.03C时截止，这一过程耗时80min。第二次恒流恒压充电：将各聚合物软包锂离子电池以0.5C的电流进行恒流充电并充至4.0V，再进行恒压充电并于充电电流减小为0.05C时截止，这一过程耗时168min。记录各聚合物软包锂离子电池的充电容量，记为C1。2、测试各聚合物软包锂离子电池的实际容量：将各聚合物软包锂离子电池以0.5C的电流进行恒流充电并充至4.35V，再进行恒压充电并于充电电流减小为0.05C时截止，最后以0.5C的电流进行放电并于电压降为3.0V停止放电，最后记录各聚合物软包锂离子电池的实际容量，记为C2。各聚合物软包锂离子电池的充电容量C1、实际容量C2的数据统计结果如表1 所示，另外图2示出了充电容量C1、实际容量C2的相关性曲线结果图。表1充电容量C1、实际容量C2的数据统计结果编号C1C2编号C1C2编号C1C2编号C1C211084252929106425125710782526851053250521070251830106625115810772520861071251331076251831105825095910742521871074251841075252132107925216010802523881077253051053249333106925136110202468891065251661085252734105324946210732513901084252971077251835106125096310722515911034248581070250736107325186410672505921038247891046249837107625276510702509931039249210102524753810672505661067252294104124951110262480391048249267106525239510442494121053249840107925156810582509961040249313104825004110482492691074252197105124951410462492421067250970107425239810392491151081252643106925037110752522991039248116102824744410572506721064250310010302479171029247545105425057310552502101102824771810752515461057250774107825271021084252919102824864710682526751057250410310432486201074252848107325077610722518104103724892110802528491052249377106025141051043248522106825185010632517781062251910610452488231061251251106425217910772517107104624872410472491521081251680107925161081038248325107125165310762512811063250510910132466261066251454105524988210542490110101724642710712515551050249483107225231111014246228106124995610722519841066251611210742520由图2所示的结果可以看出，对于试验一中的聚合物软包锂离子电池来说，充电容量C1和实际容量C2呈线性关系，因此只要找出与实际容量合格范围对应的充电容量范围，那么即可根据充电容量C1来直接判断聚合物软包锂离子电池的实际容量C2是否合格。再由表1和图2可以得出，与实际容量合格范围2470mAh至2717mAh对应的充电容量范围为1021mAh至1293mAh，因此只要聚合物软包锂离子电池V435964P-2450mAh的充电容量处于1021mAh至1293mAh之间，则可判定实际 容量合格。同时由实验一还可以得出，利用本实施例提供的锂离子电池容量分选方法共消耗的时间为248min，而传统的容量分选方法仅一次充放电就需6h-12h小时，因此，可以证明本实施例提供的锂离子电池容量分选方法节省了容量分选的时间。实验二：以聚合物软包锂离子电池V385799P-3000mAh为例，实际容量合格范围为3020-3300mAh，在实验中共选取127块聚合物软包锂离子电池，具体实验步骤如下：1、测试各聚合物软包锂离子电池的充电容量：第一次恒流恒压充电：将各聚合物软包锂离子电池以0.3C的电流进行恒流充电并充至3.8V，再进行恒压充电并于充电电流减小为0.03C时截止，这一过程耗时85min。第二次恒流恒压充电：将各聚合物软包锂离子电池以0.5C的电流进行恒流充电并充至4.1V，再进行恒压充电并于充电电流减小为0.05C时截止，这一过程耗时175min。记录各聚合物软包锂离子电池的充电容量，记为C1。2、测试各聚合物软包锂离子电池的实际容量：将各聚合物软包锂离子电池以0.5C的电流进行恒流充电并充至4.35V，再进行恒压充电并于充电电流减小为0.05C时截止，最后以0.5C的电流进行放电并于电压降为3.0V停止放电，同时记录各聚合物软包锂离子电池的实际容量，记为C2。各聚合物软包锂离子电池的充电容量C1、实际容量C2的数据统计结果如表2所示，另外图3示出了充电容量C1、实际容量C2的相关性曲线结果图。由图3所示的结果可以看出，对于试验二中的聚合物软包锂离子电池来说，充电容量C1和实际容量C2同样呈线性关系，因此只要找出与实际容量合格范围对应的充电容量范围，那么即可根据充电容量C1来直接判断聚合物软包锂离子电池的实际容量C2是否合格。再由表2和图3可以得出，与实际容量合格范围3020mAh至3300mAh对应的充电容量范围1200mAh至1497mAh，因此只要聚合物软包锂离子电池V385799P-3000mAh的充电容量处于1200mAh至1497mAh之间，则可判定实际 容量合格。同时由实验还可以得出，利用本实施例提供的锂离子电池容量分选方法对电池进行分选共消耗的时间为260min，而传统的容量分选方法仅一次充放电就需6h-12h小时，因此，同样可以证明本实施例提供的锂离子电池容量分选方法节省了容量分选的时间。表2充电容量C1、实际容量C2的数据统计结果编号C1C2编号C1C2编号C1C2编号C1C211270309233123830566512253054971210303121256308134126630796612313051981225304531262308135126230756712323050991202302341261308436124030616812603083100122930485123830563712353057691268308310112433061612553070381257308270127130871021251306871232306139126330897112693083103124130578123830614012623083721248307210412043025912343063411265308673124130631051189301010126730894212533068741234305910611903007111261307843125630727512283054107119630151212533081441243307276122730511081240304813124730754512603084771274309710912533062141233305446126030867812723091110123530451512573079471249306679126930841111230306516124630624812413065801275309211212473081171250307549126330908112713087113121230431812523074501243306782127830991141203303219126530845112623080831267308311512583089201254307652126430798412663082116120130312112393057531248306885122230491171235306822125830815412393053861220304211812673096231252306855125130798712243042119121830492412343055561239306888121830361201210302225126530785712563076891213303012112713094261234305558125130799012223034122123830722712533072591270309291120930291231252308428125430666012253055921223304112412593092291243306961122730589312133037125123730653012403068621230305794122930481261266309231124330706312263056951222304812712543084321258307064123730589612093026128综上所述，本实施例提供的锂离子电池容量分选方法通过对锂离子电池进行第一次恒流恒压充电并充至第一电压，再对该锂离子电池进行第二次恒流恒 压充电并充至第二电压，然后获取锂离子电池从充电电流为第一截止电流至第二截止电流的充电过程中获得的充电容量，即可根据该充电容量对该锂离子电池进行容量分选。因此，该锂离子电池容量分选方法只需要对锂离子电池进行充电，即可对该锂离子电池进行电池容量分选，与传统的容量分选方法相比，免去了放电和多次充放电的步骤，既减少了容量分选时间，提高了生产效率，又降低了能耗和设备投入。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页1 2 3