[发明专利]大倍率用钛酸锂单体电池的一致性筛选方法

说明书

本发明涉及大倍率用钛酸锂单体电池一致性筛选方法，筛选出来的钛酸锂电池在大电流放电工况下一致性高。该方法包括：将电池调到特定荷电态并进行短时间的高温搁置，可以快速筛选出自放电大的电池；随后对高温搁置后的电池进行特定单点的高频和低频交流阻抗测试，可以直观反映电池的欧姆内阻和极化内阻。本发明的方法在兼顾常规的放电容量、开路电压、恒压时间、静态内阻等参数的同时对电池自放电及动态内阻进行快速、准确评估，筛选结果更加全面、准确、有效；且该方案可以实现1天内完成电池一致性的筛选，可以极大地缩短电池筛选周期且操作简便、能耗低，适用于自动化生产线的大规模批量应用。

技术领域

本发明属于电池检测技术领域，涉及一种大倍率用钛酸锂单体电池的一致性筛选方法。

背景技术

钛酸锂电池独特的高安全性、优异的大电流充放电性能、超长寿命和低温特性成为快充型锂离子动力电池、轨道交通车载锂电池和启停系统电源的优先选择。实际应用时，钛酸锂电池需要以串并联电池组的形式使用，充放电工况可以达到10C左右，该串并联的模式对单体电池间的一致性要求极其严苛。因此，快速、有效和准确地筛选出的一致性较高的钛酸锂电池，有助于提高大倍率工况条件下整个动力系统的使用寿命、安全性和启动/制动时的能量效率，也可以扩宽钛酸锂电池的应用市场。

电池一致性筛选需要综合考虑单体电池的放电容量、平台电压、开路电压、电池内阻及自放电等多项参数，但现有筛选方法中参数设定较少，其筛选结果准确度、精确度均较低。另外，对于自放电及极化内阻等特定参数测试来说，现有方法(例如，常用的HPPC法测极化内阻)耗时较长、能耗大，操作较为复杂，并且需要大电流脉冲充放电设备，由此不适用于工业化推广应用。例如，申请号201710818877.5的中国专利申请将电池放电至1.3-1.8V(约46-64％_SOC)范围内进行高温搁置，通过测试搁置前后开路电压差的方法筛选出自放电过大的电池，但是该申请在所选定的电压范围内所用筛选时间仍较长，约1-2天，且该方法没有考虑电池的极化内阻的差异。申请号201710773164.1的中国专利申请兼顾了静态参数和直流内阻、自放电等动态参数，但是，该方法必须对电池进行10～20C的大倍率脉冲放电，以其实施例1为例，需以250A的电流进行脉冲充放电，这不但需要大倍率脉冲充放电设备，设备投入较高、能耗大，还可能对出厂电池本身造成损害，操作性不强，并且，该方法优选高温搁置时间7～10天，时间较长，还要进行繁琐的计算过程，筛选效率低。申请号201710846568.9的中国专利申请通过多次振动高温搁置和多次直流内阻测试筛选电池，放电电流大(车运行时的最大电流)，筛选过程复杂，时间较长。申请号201710824747.2中国专利申请对多个电池在多个不同的预设交流频率下的测试交流阻抗来对电池进行动态筛选，该方法虽然可实现快速配组，但该方法很难将自放电大的电池筛选出来。

发明内容

为解决上述问题，经过大量实验数据分析和研究，本发明提出了一种可满足大倍率用钛酸锂单体电池一致性的筛选方法。该方法简单方便，效率极高。

本发明提供了一种电池一致性筛选方法，该方法综合考虑了电池放电容量、开路电压、恒压时间、自放电及电池内阻等多项参数，筛选结果更为全面、准确，且对于自放电及电池极化内阻的测试来说，该方法针对钛酸锂电池的特性，经过测试和研究，着重选择更突出显示电池各参数变化的测试区段和等同替代的方式，无需大电流充放电设备，操作简便，耗时较短，即可实现现有技术中各繁琐筛选方法的关于一致性要求的全部效果。

本发明提供的大倍率用钛酸锂单体电池一致性的筛选方法，具体包括如下步骤：

步骤1：将待分选电池先进行充放电，记录电池放电容量D、恒压充电时间CV-T，随后将电池充电到特定荷电态(SOC，State of Charge)，测量此时的电池开路电压OCV1；

步骤2：将步骤1得到的电池在高温T1环境下搁置一定时间t1后，取出电池冷却至室温，测量此时的电池开路电压OCV2、高频交流内阻Rh和低频交流内阻Rl；