[发明专利]先恒定电流再恒定电压充电使用局部恒定电流脉冲比（SCCIR）校准的可充电电池快速筛选方法

说明书

根据测量的局部恒定电流脉冲比(SCCIR)来筛选旧电池。使用恒定电流(CC)对旧电池在一个小电压范围内进行部分充电，直到达到一个电压目标，并对电流进行积分，以获得所施加的CC电荷Qcc。然后继续使用电压目标的恒定电压(CV)对电池充电，直到充电电流降至一个中段电流目标，未到达完全充电。对CV周期内的电流积分，以获得施加的CV电荷Qcv。测量的SCCIR是Qcc与(Qcc+Qcv)之比。测量的SCCIR输入到校准曲线函数，以获得模型健康状态(SOH)值，用于分类。通过对新电池进行老化，获得SCCIR和SOH数据，利用神经网络对其进行建模，得到校准曲线函数。

相关申请

本申请是2021年2月8日提交的美国专利申请号为17/169,675 的“使用恒定电流脉冲比(Constant-Current Impulse Ratio，CCIR)校准的旧电池快速筛选方法”的部分延续(Continuation-In-Part，CIP)专利申请。

技术领域

本发明涉及电池筛选方法，特别涉及筛选老化或退役电池再利用的方法。

背景技术

电池被广泛应用于各种系统的供电，包括电动汽车(Electric Vehicle，EV)。每辆EV都需要一个大电池组来提供推动EV所需的大量动力。

EV通常使用较昂贵的锂离子电池。这种先进电池中使用的化学物质会带来处置问题。有毒的化学物质会从废弃电池中泄漏，污染水源。随着EV的普及，随着EV电池的退役，将给垃圾填埋场带来额外的负担。

回收锂离子电池和其他电池可能需要使用酸或高炉，这会引起其他环境问题。低利润率导致电池回收毫无吸引力。

特别是EV电池组可能会被提前更换。EV制造商的建议可能会要求维修店更换低于确保EV运动性能所需的相当高放电容量的电池组。EV电池组可能会在所有电池单元耗尽之前被拆除。尤其是对于大型电池组，可能会有许多电池单元或电池组仍有相当的剩余使用寿命。这些电池单元可用于为功率要求不那么严格的其他系统供电，例如通信和计算机备用系统。与其将更换的EV电池丢弃在垃圾填埋场中或将其熔化，不如重新利用EV电池，将其使用寿命延长5至7年，从而提供了一种更可持续和环境友好的方法。

废旧电池的可用性可由其健康状态(State-of-Health，SOH)比率来定义。SOH是指电池当前存储容量与该电池的初始或标称存储容量之比。存储容量约为电池的放电容量。

图1显示一个现有技术的电池容量测试。可以有许多变化，图 1仅用于说明，不一定代表任何特定的电池测试。

准确测量电池的全部存储容量可能需要很多时间。快速充电或放电会使电池发热，影响测量。电池最初可能存储有剩余电量，需要在进行容量测量之前将其放电。

在步骤202，首先通过施加一个1C安培值的恒定电流(Constant Current，CC)将被测电池充电至3.8伏，然后一旦达到3.8伏的目标电压，则减小该电流以保持恒定电压(ConstantVoltage，CV)或3.8伏电压。在 CV阶段电流将下降，直到达到一个低电流值，例如0.01C，或者直到经过一段时间。

让电池冷却一小时后再进行下一步。同样，在步骤202的初始充电之前，可以让电池冷却10分钟。

在步骤204，在1小时的冷却时间后，使用固定电流值为1C 的恒定电流(CC)对电池进行放电。一旦电池的电压从3.8伏降至2.8伏，就停止放电，让电池静置并冷却一小时。

然后在步骤206，通过施加1C的恒定电流(CC)将电池充电，使电池电压达到较高的4.25伏，当电池电压达到4.25伏时，进行恒定电压 (CV)充电，电流会减小，以保持电池电压恒定在4.25伏。在充电电流降至较低阈值以下之后，充电结束，并使电池静置并冷却另外一小时。