专利名称：一种动力锂离子二次电池配组方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子二次电池生产制造技术，特别是动力锂离子二次电池配组 方法。
背景技术：
目前，动力锂离子二次电池以其高能量密度、高功率、高可靠性、稳定循环性能以 及低的装配成本，配组以后在小型动力装置、混合动力汽车、纯电动大巴等领域应用广泛， 绿色环保。但是动力电池关键材料生产厂家因自身设备条件、工艺水平因素不同，造成材料 电化学特性与物理性能存在一定差异；因而各个动力电池生产厂家，受限于设备加工精度 以及上述关键材料差异影响，加剧了成品单体动力锂离子电池电化学性能非均勻性。尤其 当动力锂离子电池成组应用时，为了降低单体电池之间这种非均勻性，必须采用一定的电 池配组方法与参数标准，如电压衰减率、内阻、容量等；但由于目前生产配组工艺方案中配 组前普遍没有考虑单体动力锂离子电池电化学状态稳定与否，直接选择任意一电池电化学 状态进行充放电测试，并且配组参数确定纷繁复杂，进行动力锂离子电池组配组，从而造成 实际应用中，电池组整体性能发挥不稳，电池组中单体电池随着使用频率增加电化学不均 勻性急剧恶化，产生过充过放现象，大大降低电池组使用寿命，增加产品应用成本，不利于 工业生产应用与市场推广。
发明内容
为了克服动力锂离子电池组配组前单体动力锂离子电池电化学稳定状态难以评 判以及配组过程中配组参数纷繁复杂、粗略的不足，本发明方法通过计算配组动力锂离子 电池多次模拟使用状态连续充放电数据相邻充电微分电量曲线上特定峰位下容量占充电 容量的百分比之差，进而确认单体动锂离子电池电化学稳定状态，并以单体电池处于电化 学稳定状态充放电微分电量曲线各个峰位位置以及所围容量为配组参数进行对比，可以精 确进行动力电池组配组，操作简单，提高电池组使用寿命，降低产品应用成本。本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下确定单体动力锂离子电池电化学稳定状态对动力锂离子电池进行多次模拟使用 状态连续充放电测试取得容量-电压测试数据，测试方案为恒流充电阶段，电流范围为 0. 05C IC ；恒压充电阶段，电压范围为3. 65V 4. 2V，恒压至0. OlC ；恒流放电阶段，电流 范围为0. 05C 1C，电压下限为2. 5 3. OV ；以上述每个充放电循环过程数据分别作微分 电量曲线，并计算充电完成时相对恒流恒压充电容量之和C;计算上述每条微分电量曲线 上峰值1处相对应充电容量Cl ；计算上述每条曲线C1/C值；当上述相邻两条充电电量微分 曲线C1/C之差值Δ (Cl/C) =0时，则认为该单体动力锂离子电池处于电化学稳定状态，可 以进行配组参数测试；确定配组动力锂离子电池处于电化学稳定状态充放电微分电量曲线各个峰位相 对位置以及所围容量各个峰位置标记为Umn，各个峰强度标记为Umn，各个峰下所围容量为Cmn ；分别确定各个峰U 、Imn、Cmn最大值与最小值，并计算相同峰位最大值与最小值之差 Δ Un, Δ In, Δ Cn作为配组参数，m为配组中单体动力锂离子电池序号，η为配组电池电化学 稳定状态充放电微分电量曲线上各个峰序号；所述的C1/C，当相邻两条充电电量微分曲线C1/C之差值Δ (Cl/C) =0时，则认为 该单体动力锂离子电池处于电化学稳定状态，可以进行配组参数测试；所述的Δυη、Δ In> ACn，当配组中单体动力锂离子电池满足配组参数标准AUn < 0. 01V, Δ In <10，ACn < 150mAh时，进行动力锂离子电池配组。本发明的优点在于1、电池充电测试数据取得简单、准确，利用充放电微分电量曲线容易判断配组单 体动力电池是否处于电化学稳定状态，有利于单体电池在电池组中性能稳定发挥，增强电 池组安全可靠性。2、电池处于电化学稳定状态充放电微分电量曲线各个峰位相对位置以及所围容 量可以精确确定，配组参数计算方便简单，对比直观，提高电池组寿命，降低成本，便于规模 化生产应用。
图1是本发明中SAh单体动力锂离子电池相邻充电电量微分曲线示意图；图2是本发明中7. 5Ah待配组电池电化学稳定状态充放电电量微分曲线示意具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明方法进一步详细说明实施例1图1为容量为8Ah单体动力锂离子电池相邻充电电量微分曲线示意图，充电电流 为恒流IC倍率，此时相邻两条充电微分电量曲线a、b，峰1位置相同U = 3. 3987V ；因此曲 线a峰1、基准线与坐标所围面积为Cl = 1334mAh,整个充电容量C = 8619mAh,计算Cl/C = 15. 5% ；曲线b峰1、基准线与坐标所围面积为Cl = 1334mAh，整个充电容量C = 8626mAh, 计算Cl/C= 15.5%。本实施例中计算结果显示，电池相邻两条充电电量微分曲线Cl/C之 差值Δ (Cl/C) = 0，该单体动力锂离子电池处于电化学稳定状态，可以进行配组参数测试。实施例2图2是容量为7. 5Ah动力锂离子电池待配组电池电化学稳定状态充放电电量微分 曲线示意图，选取处于电化学稳定状态单体动力锂离子电池三只，电池曲线分别编号为a、 b、c，分别确定充放电曲线上编号为1、2、3三个峰配组参数，Umn、Imn、Cmn最大值与最小值，并 计算三个峰相同峰位最大值与最小值之差AU1 = Ubl-Ual = 0. 0031V、AU2 = Ub2-Ua2 = 0. 0059V、AU3 = Ub3-Ua3 = 0. 0013V ；AI1 = Ial-Ibl = 1. 22、Δ I2 = Ic2-Ia2 = 8. 66、Δ I3 = Im3-Im3=O ；AC1 = Cal-Cbl = 125mAh、Δ C2 = Ca2-Cc2 = 104mAh、Δ C3 = Ca3-Cb3 = 45mAh ；本实施例计算结果均满足Δ Un < 0. 01V，Δ In < 10，Δ Cn < 150mAh配组参数标 准，因此可以进行动力电池组配组。
权利要求
1. 一种动力锂离子二次电池配组方法，其特征在于，包括以下步骤确定单体动力锂 离子电池电化学稳定状态对动力锂离子电池进行多次模拟使用状态连续充放电测试取得 容量-电压测试数据，测试方案为恒流充电阶段，电流范围为0. 05C IC ；恒压充电阶段， 电压范围为3. 65V 4. 2V，恒压至0. OlC ；恒流放电阶段，电流范围为0. 05C 1C，电压下限 为2. 5 3. OV ；以上述每个充放电循环过程数据分别作微分电量曲线，并计算充电完成时 相对恒流恒压充电容量之和C ；计算上述每条微分电量曲线上特定峰值处相对应充电容量 Cl ；计算上述每条曲线C1/C值；当上述相邻两条充电电量微分曲线C1/C之差值Δ (C1/C) =0时，则认为该单体动力锂离子电池处于电化学稳定状态，可以进行配组参数测试；确定 配组动力锂离子电池处于电化学稳定状态充放电微分电量曲线各个峰位相对位置以及所 围容量各个峰位置标记为Unm，各个峰强度标记为1 ，各个峰下所围容量为Cnm ；分别确定 各个峰Umn、I 、C 最大值与最小值，并计算相同峰位最大值与最小值之差AUn、AIn、ACjt 为配组参数，m为配组中单体动力锂离子电池序号，η为配组电池电化学稳定状态充放电微 分电量曲线上各个峰序号，当配组中单体动力锂离子电池满足配组参数标准Δυη<0.0 ν， ΔΙη< 10，ACn< 150mAh时，进行动力锂离子电池配组。
全文摘要
本发明提供一种动力锂离子二次电池配组方法，涉及锂离子二次电池制造技术领域，包括以下步骤配组动力锂离子电池多次模拟使用状态连续充放电数据的取得；对该充放电数据分别绘制微分电量曲线；计算相邻充电微分电量曲线上特定峰位下容量占充电容量的百分比之差，以确认单体动锂离子电池电化学稳定状态；分别确定多个配组电池处于电化学稳定状态充放电微分电量曲线各个峰位位置以及所围容量，进行比对，达到配组标准，进行配组。本发明在确认单体电池电化学稳定状态前提下，对配组动力电池进行精确分选，单体动力锂离子电池充放电特性满足配组要求，简单易行，缩减工序，节约成本，提高电池组使用寿命。
文档编号H01M10/42GK102097657SQ20101060812
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月19日 优先权日2010年12月19日
发明者李学智, 杨智宁, 范建, 陈先荣, 陈旭 申请人:重庆美尔安电子有限公司