一種鈷酸鋰單體電池的篩選方法技術

本發明專利技術涉及一種鈷酸鋰單體電池的篩選方法。該方法主要步驟為首先樣品采用恒流放電的方式放電至完全放電態，然后對得到的樣品進行恒流充電，充電至樣品電壓為3.5～3.7V時停止充電，接著將樣品在常溫下開路放置7～10天，所述常溫為15～35℃，最后對樣品進行電壓檢測，將不合格的樣品選出。本發明專利技術的有益效果為，能夠有效提高檢測效率，具有操作簡單、安全性高、成本低廉、生產效率高的優點，同時避免了鋰離子單體電池在高壓下擱置和操作時的安全隱患以及可逆容量的損失。本發明專利技術尤其適用于鈷酸鋰單體電池的篩選。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
當前，大容量、高功率鋰離子電池一般由多個單體電池經串聯或并聯連接而成，而單體電池容量、內阻、自放電率等性能方面的一致性是保證其性能優劣的關鍵。鋰離子電池普遍存在自放電現象，自放電大的單體電池在循環充放電過程中，會出現發熱，脹氣甚至爆炸等現象，存在較大的安全隱患，尤其是當自放電大的單體電池與其他單體電池成組后，不僅會影響電池組的電性能，甚至會進一步惡化電池組的安全性能。因此，在電池成組前必須對單體電池的自放電進行嚴格的篩選。在QB/T 2502-2000《鋰離子蓄電池總規范》中對單體電池的荷電保持能力有明確 要求，規定充滿電的單體電池在開路擱置30日后，其放電容量應不低于實際容量的90%，即單體電池自放電率應不高于10%。實際生產及制造當中，通常利用貯存期內單位時間內單體電池的開路電壓下降率來對單體電池的自放電進行篩選。鋰離子電池的自放電主要是由電解液與負極石墨類材料的活潑邊界反應或者電池內部存在微短路導致的漏電流所引起的，其一般以較低的速率(自放電率約每月3%)發生，而鈷酸鋰電池在較高荷電態(20%S0C以上)之間的開路電壓區別并不明顯，因此，傳統的采用充電至半荷電態(3. 8V 4. 0V)或滿荷電態(4. I 4. 2V)擱置進行自放電篩選的方法，其電壓下降效果并不明顯，不能很好的檢測出自放電大的單體電池。此外，為使電壓下降更明顯，提高檢測效率，傳統檢測方法一般要求擱置時間在14日 28日或者擱置在較高溫度(35°C 50°C)下進行，以加速電池的電壓下降，從而方便篩選出自放電大的單體電池，因此存在生產周期過長，能源浪費較多的問題，并且電池高壓下擱置和操作的安全性差，工序復雜，從而不利于大規模生產中鋰離子單體電池的自放電篩選。關于鋰離子電池自放電篩選的問題，公開號為CN1925204A的中國專利提出了電池充電至4. OV 4. 2V可解決慣常充電至3. 92V時電壓下降不明顯的問題，使自放電檢測率由I. 8%提高到2. 6%，但增加了電芯在滿電存貯時因尺寸增加導致電芯脹氣、爆炸的風險，何況其自放電檢測率提高并不明顯，難以達到有效篩選的目的。在此基礎之上，公開號為CN101431166A的中國專利提出了通過利用半電存貯與滿電存貯的優勢，將存貯分成兩次進行，即先進行半電存貯一段時間后，篩選出電壓不合格的電芯，再進行滿電存貯，篩選出電壓不合格的電芯，該專利技術雖然一定程度上減少了電芯存貯時的安全隱患，但其本質上仍屬于高壓存貯，在操作過程以及存貯過程中的安全隱患仍然存在；更何況其工序增加，操作復雜，且成本較高，不利于鋰離子單體電池的自放電篩選。值得說明的是，鋰離子成品單體電池不存在老化處理等問題，而且一般已經過初步篩選，其自放電差別相對較小，采用傳統的篩選方法，其電壓下降更不明顯
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題，就是針對現有技術存在安全隱患以及操作復雜、成本較高的問題，提出一種安全簡便有效的鈷酸鋰單體電池的自放電篩選方法。本專利技術解決所述技術問題，采用的技術方案是，其特征在于，包括以下步驟a.放電樣品采用恒流放電的方式放電至完全放電態；b.充電對步驟a中得到的樣品進行恒流充電，充電至樣品電壓為3. 5 3. 7V時停止充電；c.開路放置將步驟b中得到的樣品在常溫下開路放置I 10天，所述常溫為15 35°C ；d.篩選對步驟c中得到的樣品進行電壓檢測，將不合格的樣品選出。 具體的，步驟a中所述恒流放電的放電倍率為0. I 0. 2C。本方案提出了一種優先的恒流放電的電流范圍，由于鋰離子單體電池一般帶電存貯，因此，充電前需將單體電池的荷電狀態盡可能地調整為完全放電態，而以該范圍內的放電倍率恒流放電可使單體電池盡可能地調整為完全放電態。更具體的，步驟b中所述恒流充電的充電倍率為0. 05 0. 3C。本方案提出了一種優先的恒流充電的電流范圍，以該范圍內的充電倍率充電，既可保證所有的單體電池盡量的處于相同的低荷電態，使單體電池電壓下降更明顯，從而有利于方便篩選出自放電大的單體電池，又可保證正常單體電池帶有一定的荷電量，并不會因擱置而導致單體電池過放電。本專利技術的有益效果為，能夠有效提高檢測效率，具有操作簡單、安全性高、成本低廉、生產效率高的優點，同時避免了鋰離子單體電池在高壓下擱置和操作時的安全隱患以及可逆容量的損失。附圖說明圖I為鈷酸鋰電池典型荷電狀態(SOC)-開路電壓(V)曲線圖。具體實施例方式下面結合附圖、實施例和對比例，詳細描述本專利技術的技術方案。如圖I所示，鈷酸鋰電池在較高荷電態(20%S0C以上)之間的開路電壓區別并不明顯，因此將其按傳統的采用充電至半荷電態(3. 8V 4. 0V)或滿荷電態(4. I 4. 2V)擱置進行自放電篩選的方法，其電壓下降效果并不明顯，不能很好的檢測出自放電大的單體電池，因此本專利技術提出了一種新的針對鈷酸鋰單體電池的有效的篩選方法。本專利技術的，主要包括以下步驟a.放電樣品采用恒流放電的方式放電至完全放電態；b.充電對步驟a中得到的樣品進行恒流充電，充電至樣品電壓為3. 5 3. 7V時停止充電；c.開路放置將步驟b中得到的樣品在常溫下開路放置I 10天，所述常溫為15 35°C ；d.篩選對步驟c中得到的樣品進行電壓檢測，將不合格的樣品選出。由于鋰離子單體電池一般帶電存貯，因此，充電前需將單體電池的荷電狀態盡可能地調整為完全放電態，一種優選的恒流放電的放電倍率為0. I 0. 2C，以該范圍內的放電倍率恒流放電可使單體電池盡可能地調整為完全放電態。一種優選的恒流充電的充電倍率為0. 05 0. 3C，以該范圍內的充電倍率充電，既可保證所有的單體電池盡量的處于相同的低荷電態，使單體電池電壓下降更明顯，從而有利于方便篩選出自放電大的單體電池，又可保證正常單體電池帶有一定的荷電量，并不會因擱置而導致單體電池過放電。實施例I :任意挑選同一批7045135軟包聚合物鈷酸鋰單體電池100片，將單體電池以0. IC的放電倍率恒流放電至放電截止電壓3. 0V，再將單體電池以0. 05C的充電倍率恒流充電至3. 5V ;擱置2小時后，檢測各單體電池的首次開路電壓，再將單體電池擱置處理，每日檢測 各單體電池的開路電壓，并計算單體電池每日的電壓降，計算方法為每日檢測的單體電池開路電壓減去其首次開路電壓即為單體電池每日的電壓降。擱置10日后，篩選出電壓下降較快的單體電池，即為自放電大的單體電池，得出自放電不合格檢測率為10%。實施例2 任意挑選同一批7045135軟包聚合物鈷酸鋰單體電池100片，將單體電池以0. 2C的放電倍率恒流放電至放電截止電壓3. 0V，再將單體電池以0. IC的充電倍率恒流充電至3. 6V ;按實施例I相同的方法檢測各單體電池的開路電壓，并計算各單體電池的電壓降。擱置8日后，篩選出電壓下降較快的單體電池，即為自放電大的單體電池，得出自放電不合格檢測率為7%。實施例3 任意挑選同一批7045135軟包聚合物鈷酸鋰單體電池100片，將單體電池以0. 2C的放電倍率恒流放電至放電截止電壓3. 0V，再將單體電池以0. 3C的充電倍率恒流充電至3.7V ;按實施例I相同的方法檢測各單體電池的開路電壓，并計算各單體電池的電壓降。擱置7日后，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鈷酸鋰單體電池的篩選方法，其特征在于，包括以下步驟：a.放電：樣品采用恒流放電的方式放電至完全放電態；b.充電：對步驟a中得到的樣品進行恒流充電，充電至樣品電壓為3.5～3.7V時停止充電；c.開路放置：將步驟b中得到的樣品在常溫下開路放置7～10天，所述常溫為15～35℃；d.篩選：對步驟c中得到的樣品進行電壓檢測，將不合格的樣品選出。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李慶武，劉新軍，咼曉兵，何明前，丁家祥，
申請(專利權)人：四川長虹電源有限責任公司，
類型：發明
國別省市：