[go: up one dir, main page]

CN113552494A - 一种锂离子电池低温阶梯充电方法及其测试方法 - Google Patents

一种锂离子电池低温阶梯充电方法及其测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113552494A
CN113552494A CN202110811930.5A CN202110811930A CN113552494A CN 113552494 A CN113552494 A CN 113552494A CN 202110811930 A CN202110811930 A CN 202110811930A CN 113552494 A CN113552494 A CN 113552494A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
lithium ion
low
group
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110811930.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113552494B (zh
Inventor
李芳芳
谈亚军
陈梦婷
赵成龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phylion Battery Co Ltd
Original Assignee
Phylion Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phylion Battery Co Ltd filed Critical Phylion Battery Co Ltd
Priority to CN202110811930.5A priority Critical patent/CN113552494B/zh
Publication of CN113552494A publication Critical patent/CN113552494A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113552494B publication Critical patent/CN113552494B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本申请实施例提供一种锂离子电池低温阶梯充电方法及其测试方法,该低温阶梯充电测试方法包括:对于置于同一目标低温环境下且均为空电状态的至少两组锂离子电池,每组按照各自设置的包括不同充电电流和不同充电截止电压的测试条件分别进行循环充放电测试;将经过循环充放电测试的每组锂离子电池分别进行电芯拆解,并确定对应组拆解的电芯负极界面是否析锂;若每组电芯负极界面均未出现析锂,将每组中的不同充电电流和不同充电截止电压选取作为不同阶段的充电参数,各个不同阶段的充电参数用于生成锂离子电池的低温阶梯充电规则。该方法可以获得锂离子电池在低温环境下的阶梯充电规则,可靠且效率高。

Description

一种锂离子电池低温阶梯充电方法及其测试方法
技术领域
本申请涉及锂离子电池技术领域,尤其涉及一种锂离子电池低温阶梯充电方法及其测试方法。
背景技术
锂离子电池具有电压高、比能量高、充放电寿命长、无记忆效应和对环境友好等优点,广泛的应用于工业生产和生活等各个领域。随着锂离子电池的应用越来越广泛,客户使用端对锂离子电池的低温下充放性能要求也越来越高。而低温下的锂离子电池动力学性能较差,电解液粘度上升,电导率下降,离子迁移速率降低,这些因素导致锂离子电池低温下的性能变差,析锂风险较高。传统的方案,企业一般规定客户在低温下使用极小的电流(如0.05C)进行充电,但是这需要很长的充电时间,客户满意度较低。尤其针对两轮车市场,模组设计无加热装置,低温充电条件更加严苛。为了满足客户要求,又不牺牲电池性能,所以需要一种低温下阶梯充电的方法,既能保证低温充电效率,又能降低析锂风险,减少安全隐患。
发明内容
本申请实施例提供一种锂离子电池低温阶梯充电方法及其测试方法,该锂离子电池低温阶梯充电测试方法可以获取锂离子电池在目标低温环境下的阶梯充电规则,通过从拆解的电芯层面进行析锂分析以判定充电方案的可靠性,可靠且效率高。
本申请的实施例提供一种锂离子电池低温阶梯充电测试方法,包括:
对于置于同一目标低温环境下且均为空电状态的至少两组锂离子电池,每组按照各自设置的包括不同充电电流和不同充电截止电压的测试条件分别进行循环充放电测试;
将经过所述循环充放电测试的每组所述锂离子电池分别进行电芯拆解,并确定对应组拆解的电芯负极界面是否析锂;
若每组所述电芯负极界面均未出现析锂,则将每组中的所述不同充电电流和不同充电截止电压选取作为所述目标低温环境下充电时不同阶段的充电参数,所述不同阶段的充电参数用于生成所述锂离子电池的低温阶梯充电规则。
在一些实施例中,该锂离子电池低温阶梯充电测试方法还包括:
若对应组的所述电芯负极界面出现析锂,则按照预设降低梯度来降低所述对应组的测试条件中的充电电流和/或充电截止电压,并按照包括所述降低后的充电电流和/或充电截止电压的测试条件对用于替代所述对应组的锂离子电池重新进行所述循环充放电测试的步骤,直到测试出未出现析锂时所对应的充电电流和充电截止电压;
将每组的未出现析锂时的所述充电电流和充电截止电压选取作为所述目标低温环境下充电时不同阶段的所述充电参数。
在一些实施例中,所述每组按照各自设置的包括不同充电电流和不同充电截止电压的测试条件分别进行循环充放电测试,之前还包括:
在常温下获取多组锂离子电池的定容容量,并将定容容量相同的至少两组锂离子电池放电至空电状态,以及将所述至少两组锂离子电池放在所述同一目标低温环境下进行搁置,直至所述至少两组锂离子电池的实际温度均达到目标低温。
在一些实施例中,当所述锂离子电池的数量为N组时,第i组锂离子电池的所述测试条件包括第i充电电流、第i充电截止电压、充电电流阈值和放电电流,1≤i≤N;所述每组按照各自设置的包括不同充电电流和不同充电截止电压的测试条件分别进行循环充放电测试,包括:
对于第i组锂离子电池,利用所述第i充电电流以恒流模式充电至所述第i充电截止电压,并在所述第i充电截止电压下以恒压模式充电至电流下降到所述充电电流阈值,搁置预设时长后,利用所述放电电流放电至空电状态;重复上述步骤,循环预设次数,再利用所述充电电流阈值将所述第i组锂离子电池充电至满电状态,结束本次循环充放电操作。
在一些实施例中,所述第i充电电流大于所述第i+1充电电流。
在一些实施例中,所述第i充电截止电压小于所述第i+1充电截止电压,所述第i+1充电截止电压小于等于所述锂离子电池的满电截止电压。
在一些实施例中,所述第i充电电流大于所述第i+1充电电流,且所述第i充电截止电压小于所述第i+1充电截止电压。
在一些实施例中,所述第i充电电流的取值范围为小于等于0.5C;所述第i+1充电电流的取值范围为小于0.5C。
在一些实施例中,所述充电电流阈值的取值范围为小于等于0.05C。
在一些实施例中,所述放电电流小于所述锂离子电池在常温下的额定电流。
在一些实施例中,所述目标低温环境为低于0℃。
在一些实施例中,所述预设时长大于2h。
在一些实施例中,所述预设次数大于等于5次。
本申请的实施例还提供一种锂离子电池低温阶梯充电方法,包括:按照上述的方法所得到的低温阶梯充电规则进行充电。
本申请的实施例具有如下有益效果:
本实施例的锂离子电池低温阶梯充电测试方法利用至少两组电池同步进行不同充电电流和不同充电截止电压的循环充放电测试,并直接通过电芯拆解的方式从拆解界面的析锂状态来判定设置的充电参数是否适合,方式简单直接且真实,并且可适用于所有的锂离子电池。不仅如此,通过直接从电芯层面先筛选出最合适的充电条件,相比现有的从模组或整包级别等的充电验证方式,本方案更加可靠、测试效率更高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例的锂离子电池低温阶梯充电测试方法的一种流程示意图;
图2示出了本申请实施例的锂离子电池低温阶梯充电测试方法的流程示意图;
图3示出了本申请实施例的锂离子电池低温阶梯充电测试方法的基于两组锂离子电池的测试流程示意图;
图4示出了本申请实施例的锂离子电池低温阶梯充电测试方法的一种测试结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在下文中,可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合,并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有限定,否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义,除非在本申请的各种实施例中被清楚地限定。
实施例1
请参见图1,本实施例提出一种锂离子电池低温阶梯充电测试方法,可应用于各种锂离子电池,如锰酸锂电池、磷酸铁锂电池等,以获取其在特定低温环境下的阶梯充电规则。
示范性地,该锂离子电池低温阶梯充电测试方法包括步骤S110~S130:
步骤S110,对于置于同一目标低温环境下且均为空电状态的至少两组锂离子电池,每组按照各自设置的包括不同充电电流和不同充电截止电压的测试条件分别进行循环充放电测试。
其中,上述的目标低温环境主要取决于用户在对锂离子电池充电时的实际环境温度,例如,可以是低于0℃,具体如-5℃,-10℃,-20℃等,具体根据实际使用环境来确定。上述的空电状态是指电池完全放电后的状态。
本实施例中,对于锂离子电池的测试组数数量的确定,可根据对锂离子电池的充电阶段的划分需求来确定。例如,若电池在低温下的充电过程被划分为三个阶段时,分别是初始阶段、中间阶段和最后阶段,那么,对于前面两个充电阶段,则可选取两组锂离子电池进行同时测试,以确定低温环境下两个阶段各自的不同充电电池和不同充电截止电压;对于最后阶段,通常可按照预设的小电流进行慢充电直至充满。
可以理解,上述的三个阶段的划分仅仅是一种示例,在实际使用过程中,可将锂离子电池的充电过程可以划分出更多的充电梯度。通常地,梯度越多,充电控制精度则越高,充电控制也将更为复杂。
其中,上述的测试条件主要是指对一组锂离子电池进行循环充放电的具体设置参数,例如,该测试条件可包括但不限于包括,锂离子电池在充电初期的充电电流和充电截止电压,充电末期的充电电流阈值,以及在放电过程的放电电流,循环充放电的次数,放电前的静置时长等。
基于上述的诸多测试参数,本实施例将主要控制每组的在充电初期的充电电流和充电截止电压不同,而其他的测试参数相同,以便更好地测试出不同阶段所需的充电电流和充电截止电压,进而得到该锂离子电池在目标低温下的阶梯充电规则。
对于上述步骤S110,示范性地,通过将为空电状态的至少两组锂离子电池放置在同一低温环境下,并为每组设置含不同充电电流和不同充电截止电压的测试条件,然后每组按照各自的测试条件分别进行循环充放电测试。可以理解,通过多组电池同步测试,一方面可以较好地对上述两个参数进行梯度调整及验证,另一方面也可以更快地得到电池在目标低温环境下的不同阶段的充电参数,提高了测试效率。
以N组锂离子电池进行循环充放电测试为例,示范性地,对于第i组锂离子电池,其测试条件包括第i充电电流、第i充电截止电压、充电电流阈值和放电电流,其中,1≤i≤N。于是,对于上述的步骤S110中的每组按照各自设置的测试条件分别进行循环充放电测试,包括:
对于第i组锂离子电池,利用其对应的第i充电电流以恒流模式充电至第i充电截止电压,并在第i充电截止电压下以恒压模式充电至电流下降到充电电流阈值,搁置预设时长后,利用放电电流放电至空电状态;重复上述步骤,循环预设次数,再利用充电电流阈值将第i组锂离子电池充电至满电状态,结束本次循环充放电操作。
在一种实施方式中,对于同步测试的多组电池,可预先对各组的充电电流参数进行梯度划分,这样当需要重新调整充电电流参数以进行重复验证时,则可以从对应预设的梯度范围内取值,这样可以更快对相应充电阶段的参数的确定。示范性地,可设置第i充电电流大于第i+1充电电流,即第i组锂离子电池的充电电流的参数会大于第i+1组的该充电电流。
例如,对于一些类型的锂离子电池的充电电流倍率可以在0.1C~0.5C范围内选取,则若利用两组进行充电测试时,可划分为:第一组电池的充电电流可从0.3C~0.5C范围内选取,而第二组电池的充电电流可从0.3C~0.1C范围内选取等,在实际测试过程中,可按照充电电流从大到小的选取方式来取值测试。这样可以在较大电流区间和较小电流区间中快速找到合适的充电电流。
对于上述的充电截止电压,同理,在一种实施方式中,可设置第i充电截止电压小于第i+1充电截止电压,即第i组锂离子电池的充电截止电压参数会大于第i+1组的充电截止电压参数。进一步地,该第i+1充电截止电压小于或等于锂离子电池的满电截止电压,其中,满电截止电压即为电池充满电时的电压。
在另一种实施方式中,示范性地,可同时设置第i充电电流大于第i+1充电电流,而第i充电截止电压小于第i+1充电截止电压。由于电池在充电过程中,其电压会随着充电电流的不断充电而变化,通过结合充电电流与充电截止电压两个参数来共同测试及调整,更符合实际充电情况。
其中,上述的充电电流阈值的倍率取值范围可为小于或等于0.05C,例如,一般选取为0.02C~0.05C。上述的预设时长通常为大于2h,例如,可为12h、16h等。而上述的预设次数通常为大于或等于5次,例如,可为5~10次等。可以理解,上述的这些测试参数可根据实际需求作适应性调整。
在设置的充电电流和充电截止电压不恰当时,若对该锂离子电池不断的充放电操作,由于电池的电解液粘度上升,电导率下降,离子迁移速率降低,容易导致出现析锂现象。因此,在进行循环充放电测试后,通过对电池进行电芯拆解,并观察其电芯负极界面是否出现析锂,即执行步骤S120,则可以判定出当前的充电电流和充电截止电压是否适合。
此外,进行循环充放电测试之前,还需要对待测试的锂离子电池进行一些预处理操作,进一步地,如图2所示,在执行上述步骤S110的循环充放电测试操作之前,该方法还包括:
步骤S140,在常温下获取多组锂离子电池的定容容量,并将定容容量相同的至少两组锂离子电池放电至空电状态,以及将该至少两组锂离子电池放在同一目标低温环境下进行搁置,直至该至少两组锂离子电池的实际温度均达到目标低温。
考虑到每个单体电池的容量不一样,为了保证测试结果的准确性,本实施例将选取出容量相同的锂离子电池用于充电测试,这样可以保证用于充电测试的各组锂离子电池的一致性,进而确保得到的测试数据具有可比性和可靠性。
示范性地,对于多组锂离子电池,在常温下,可按照电池规格书的测试规范进行测试以获得多组电池各自的定容容量,并从中选取出容量相同的若干组锂离子电池。进而,将挑选出的这些锂离子电池完全放电,即放电到空电状态,再将放电后的这些锂离子电池放置在目标环境温度下静置一段时间,直到这些待测试的锂离子电池的温度与目标环境温度相同,这样可以避免各电池因初始温度不同而导致测试结果不准确,进一步保证了测试结果的可靠性。
步骤S120,将经过循环充放电测试的每组锂离子电池分别进行电芯拆解,并确定对应组拆解的电芯负极界面是否析锂。
为了判定出各组的锂离子电池当前设置的充电电流和充电截止电压是否适合,本实施例将从电芯层面进行判定,即通过电芯拆解的方式,从电芯负极片界面的析锂状态来判定该充电方案的可靠性,方式简单直接,而且更能真实地反映出实际的充电情况。
示范性地,可将各组锂离子电池进行拆解,并观察对应组电芯的负极界面上是否有析出锂。若没有,则说明设置的充电方案是合适的。反之,若有,则说明该充电电流和充电截止电压不合适,还需要进一步调整。
步骤S130,若每组电芯负极界面均未出现析锂,则将每组中的不同充电电流和不同充电截止电压选取作为该目标低温环境下充电时不同阶段的充电参数,各不同阶段的充电参数用于生成锂离子电池的低温阶梯充电规则。
示范性地,若每组均未出现析锂现象,则可选取对应组的充电电流和充电截止电压作为不同阶段的充电参数,进而利用不同阶段的这些充电参数生成该锂离子电池在目标低温环境下的低温阶梯充电规则。
例如,仍以上述的三个阶段的划分为例,若两组的锂离子电池都没有出现析锂,则可将第一组的充电电流和充电截止电压作为初始阶段的充电参数,将第二组的充电电流和充电截止电压作为中间阶段的充电参数,以及将预设的充电电流阈值和电池满电截止电压作为最后阶段的充电参数。
作为一种可选的方案,若存在对应组的电芯负极界面出现析锂,则可按照预设的降低梯度来降低该对应组的测试条件中的充电电流和充电截止电压。例如,以上述的第二组电池的充电电流的倍率取值范围为0.3C~0.1C为例,若第二组的当前充电电流倍率为0.28C,则可在0.3C~0.1C区间内选取一个更小值,如降低为0.25C、0.2C等。
然后,按照包括该降低后的充电电流和充电截止电压的测试条件对用于替代该对应组的锂离子电池重新进行上述循环充放电测试的步骤,直到测试出未出现析锂时所对应的充电电流和充电截止电压。可以理解,利用另一锂离子电池来替代该出现析锂的电池,应当按照除调整后的两个参数不同外而其他的参数都与该组相同的测试条件来进行测试。
最后,将每组的未出现析锂时确定的充电电流和充电截止电压选取作为该目标低温环境下充电时不同阶段的充电参数。
下面以两组锂离子电池的测试过程为例,对该测试方法进行详细说明。
如图3所示,当选取2组电池进行循环充放电测试时,对于第1组锂离子电池,其测试条件包括第一充电电流I1、第一充电截止电压V1、充电电流阈值I0和放电电流Ic,对于第2组锂离子电池,其测试条件包括第二充电电流I2和第二充电截止电压V2,其他参数同第1组,其中,I1>I2,V1<V2。
于是,对于第1组和第2组锂离子电池,则有:对于第1组锂离子电池,利用充电电流I1以恒流模式充电至充电截止电压V1,并在充电截止电压V1下以恒压模式充电至电流下降到充电电流阈值I0,搁置预设时长后,利用放电电流Ic放电至空电状态;重复上述步骤,循环预设次数,再利用充电电流阈值I0将第1组锂离子电池充电至满电截止电压V0,即充满状态,然后拆解并观察电芯的负极界面是否有析锂。
对于第2组锂离子电池,利用充电电流I2以恒流模式充电至充电截止电压V2,并在充电截止电压V2下以恒压模式充电至电流下降到充电电流阈值I0,搁置预设时长后,利用放电电流Ic放电至空电状态;重复上述步骤,循环预设次数,再利用充电电流阈值I0将第2组锂离子电池充电至满电状态,然后拆解并观察电芯的负极界面是否有析锂;
若两组拆解结果为均未出现析锂,则说明方案有效,此时可生成如下的低温阶梯充电规则,即I1和V1作为第一阶段的充电参数,I2和V2作为第二阶段的充电参数,I0和V0作为第三阶段的充电参数。反之,若其中一组或两组均出现析锂,则说明方案无效,需要对出现析锂的那组的充电电流和充电截止电压进行降低调整,并按照上述的测试步骤再次验证,直到得到两组都不出现析锂的方案,此时可确定出对应的低温阶梯充电规则。
例如,图4所示为在-5℃的低温环境下,对两组锰酸锂电池进行测试的结果记录。具体地,基于锰酸锂电池进行验证,选取两只合格电池,常温下以1C的充放电倍率确定定容容量,并在-5℃下搁置16h,以达到目标温度。对于第1组电池,以0.33C恒流恒压充电至4.1V,0.05C截止,搁置3h,再以0.5C放电至2.7V,以此方式充放循环5次;循环充放电后,用0.05C充电至4.2V;然后进行电芯拆解,观察负极表面有无析锂。
对于第2组电池,以0.2C恒流恒压至4.18V,0.05C截止,搁置3h;再以0.5C放电至2.7V,以此方式充放循环5次;循环充放电后,用0.05C充电至4.2V;然后进行电芯拆解,观察负极表面有无析锂。
从图4中可以看出,当第1组的充电电流倍率和充电截止电压分别为0.33C和4.10V时,拆解界面良好,未析锂;当第2组的充电电流倍率和充电截止电压为0.2C和4.18V时,拆解界面析锂。可知,第2组的方案不可用。进而,基于第2组的方案,可不调整充电电流倍率而充电截止电压调整为4.15V时,重新测试,此时的结果为拆解界面良好。进而,根据未析锂时的各组测试参数,即可得到-5℃的锂离子电池的低温阶梯充电规则。
以此类推,对于如-10℃、-20℃等其他低温环境下,同样可按照本实施例的方法进行不同充电倍率和不同充电截止电压的测试验证,从而得到对应温度下的低温阶梯充电规则。
本实施例的锂离子电池低温阶梯充电测试方法通过利用至少两组电池同步进行不同充电电流和不同充电截止电压的循环充放电测试,并直接通过电芯拆解的方式从拆解界面的析锂状态来判定设置的充电参数是否适合,方式简单直接,而且真实,且这种方案适用于所有的锂离子电池。不仅如此,现有的将电芯打包成模组或者整包级别后进行充电方案验证的方法,周期长,效率低,成本高,这是由于方案一旦失效则需要重新回到电芯级别进行分析验证,然而本申请的方案直接从电芯层面先筛选出最合适的充电条件,并在前期即可淘汰掉不合格的电芯,再将合格的电芯成组充电,这样可以降低低温充电负极析锂的风险,更加可靠,效率更高。
实施例2
本申请实施例还提出一种锂离子电池低温阶梯充电方法,示范性地,对该锂离子电池可采用上述实施例1的测试方法来得到目标低温环境下的低温阶梯充电规则,进而利用该低温阶梯充电规则进行阶段充电。
可以理解,对于上述的低温阶梯充电测试方法所得到的低温阶梯充电规则,在低SOC(电池荷电)状态下采用较大电流倍率充电,可以有效缩短充电时间,同时随着充电SOC的增加而降低充电倍率,这样可以保证电池在充电全过程无析锂风险,减少了充电安全隐患等。另一方面,按照该充电规则进行充电,可以在不改变锂离子电池原有结构和化学体系的情况下,通过改变低温充电的方式,可达到改善电池低温性能的效果等。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池低温阶梯充电测试方法,其特征在于,包括:
对于置于同一目标低温环境下且均为空电状态的至少两组锂离子电池,每组按照各自设置的包括不同充电电流和不同充电截止电压的测试条件分别进行循环充放电测试;
将经过所述循环充放电测试的每组所述锂离子电池分别进行电芯拆解,并确定对应组拆解的电芯负极界面是否析锂;
若每组所述电芯负极界面均未出现析锂,则将每组中的所述不同充电电流和不同充电截止电压选取作为所述目标低温环境下充电时不同阶段的充电参数,所述不同阶段的充电参数用于生成所述锂离子电池的低温阶梯充电规则。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池低温阶梯充电测试方法,其特征在于,还包括:
若对应组的所述电芯负极界面出现析锂,则按照预设降低梯度来降低所述对应组的测试条件中的充电电流和/或充电截止电压,并按照包括所述降低后的充电电流和/或充电截止电压的测试条件对用于替代所述对应组的锂离子电池重新进行所述循环充放电测试的步骤,直到测试出未出现析锂时所对应的充电电流和充电截止电压;
将每组的未出现析锂时的所述充电电流和充电截止电压选取作为所述目标低温环境下充电时不同阶段的所述充电参数。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池低温阶梯充电测试方法,其特征在于,所述每组按照各自设置的包括不同充电电流和不同充电截止电压的测试条件分别进行循环充放电测试,之前还包括:
在常温下获取多组锂离子电池的定容容量,并将定容容量相同的至少两组锂离子电池放电至空电状态,以及将所述至少两组锂离子电池放在所述同一目标低温环境下进行搁置,直至所述至少两组锂离子电池的实际温度均达到目标低温。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子电池低温阶梯充电测试方法,其特征在于,当所述锂离子电池的数量为N组时,第i组锂离子电池的所述测试条件包括第i充电电流、第i充电截止电压、充电电流阈值和放电电流,1≤i≤N;所述每组按照各自设置的包括不同充电电流和不同充电截止电压的测试条件分别进行循环充放电测试,包括:
对于第i组锂离子电池,利用所述第i充电电流以恒流模式充电至所述第i充电截止电压,并在所述第i充电截止电压下以恒压模式充电至电流下降到所述充电电流阈值,搁置预设时长后,利用所述放电电流放电至空电状态;重复上述步骤,循环预设次数,再利用所述充电电流阈值将所述第i组锂离子电池充电至满电状态,结束本次循环充放电操作。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池低温阶梯充电测试方法,其特征在于,所述第i充电电流大于所述第i+1充电电流;所述第i充电截止电压小于所述第i+1充电截止电压,所述第i+1充电截止电压小于或等于所述锂离子电池的满电截止电压。
6.根据权利要求4所述的锂离子电池低温阶梯充电测试方法,其特征在于,所述第i充电电流的取值范围为小于等于0.5C;所述第i+1充电电流的取值范围为小于0.5C。
7.根据权利要求4所述的锂离子电池低温阶梯充电测试方法,其特征在于,所述充电电流阈值的取值范围为小于等于0.05C。
8.根据权利要求4所述的锂离子电池低温阶梯充电测试方法,其特征在于,所述放电电流小于所述锂离子电池在常温下的额定电流。
9.根据权利要求4所述的锂离子电池低温阶梯充电测试方法,其特征在于,所述目标低温环境为低于0℃;所述预设时长大于2h;所述预设次数大于等于5次。
10.一种锂离子电池低温阶梯充电方法,其特征在于,包括:按照如权利要求1-8中任一项所述的方法所得到的低温阶梯充电规则进行充电。
CN202110811930.5A 2021-07-19 2021-07-19 一种锂离子电池低温阶梯充电方法及其测试方法 Active CN113552494B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110811930.5A CN113552494B (zh) 2021-07-19 2021-07-19 一种锂离子电池低温阶梯充电方法及其测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110811930.5A CN113552494B (zh) 2021-07-19 2021-07-19 一种锂离子电池低温阶梯充电方法及其测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113552494A true CN113552494A (zh) 2021-10-26
CN113552494B CN113552494B (zh) 2024-07-12

Family

ID=78103381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110811930.5A Active CN113552494B (zh) 2021-07-19 2021-07-19 一种锂离子电池低温阶梯充电方法及其测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113552494B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114325448A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 星恒电源股份有限公司 锂电池的评估方法、装置、计算机设备及可读存储介质
CN115101838A (zh) * 2022-06-16 2022-09-23 岳阳耀宁新能源科技有限公司 一种锂离子电芯低温充电方法
CN116500467A (zh) * 2023-04-12 2023-07-28 国民技术股份有限公司 低温区间中电池充电能力的检测方法和装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102097656A (zh) * 2010-12-19 2011-06-15 重庆戴徕密客电源有限公司 大容量磷酸铁锂锂离子电池化成方法
JP2015104138A (ja) * 2013-11-20 2015-06-04 株式会社Wave Technology 二次電池の充電方法およびそれを用いた充電装置
CN106805363A (zh) * 2017-03-06 2017-06-09 合肥红佳科技信息有限公司 一种电磁充能运动鞋
CN107146918A (zh) * 2017-06-26 2017-09-08 浙江大学 一种应用于锂金属电池的脉冲充电方法
KR20170105320A (ko) * 2016-03-09 2017-09-19 주식회사 엘지화학 이차전지의 충전방법 및 충전장치
CN109728371A (zh) * 2018-12-29 2019-05-07 上海卡耐新能源有限公司 一种动力软包电芯阶梯充电控制方式
CN111883865A (zh) * 2020-07-31 2020-11-03 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池低温充电方法
CN112436202A (zh) * 2020-10-22 2021-03-02 中车长春轨道客车股份有限公司 一种防止锂离子电池负极析锂的阶梯式电流充电方法
WO2021056687A1 (zh) * 2019-09-29 2021-04-01 宁德新能源科技有限公司 充电方法、电子装置及存储介质
CN112666482A (zh) * 2020-12-24 2021-04-16 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池循环寿命的测试方法及系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102097656A (zh) * 2010-12-19 2011-06-15 重庆戴徕密客电源有限公司 大容量磷酸铁锂锂离子电池化成方法
JP2015104138A (ja) * 2013-11-20 2015-06-04 株式会社Wave Technology 二次電池の充電方法およびそれを用いた充電装置
KR20170105320A (ko) * 2016-03-09 2017-09-19 주식회사 엘지화학 이차전지의 충전방법 및 충전장치
CN106805363A (zh) * 2017-03-06 2017-06-09 合肥红佳科技信息有限公司 一种电磁充能运动鞋
CN107146918A (zh) * 2017-06-26 2017-09-08 浙江大学 一种应用于锂金属电池的脉冲充电方法
CN109728371A (zh) * 2018-12-29 2019-05-07 上海卡耐新能源有限公司 一种动力软包电芯阶梯充电控制方式
WO2021056687A1 (zh) * 2019-09-29 2021-04-01 宁德新能源科技有限公司 充电方法、电子装置及存储介质
CN111883865A (zh) * 2020-07-31 2020-11-03 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池低温充电方法
CN112436202A (zh) * 2020-10-22 2021-03-02 中车长春轨道客车股份有限公司 一种防止锂离子电池负极析锂的阶梯式电流充电方法
CN112666482A (zh) * 2020-12-24 2021-04-16 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池循环寿命的测试方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YUE GAO 等: "Low-temperature and high-rate-charging lithium metal batteries enabled by an electrochemically active monolayer-regulated interface", 《NATURE ENERGY》, 2 June 2020 (2020-06-02), pages 534, XP037195780, DOI: 10.1038/s41560-020-0640-7 *
阮海军: "低温环境下锂离子电池优化加热及充电方法研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑, 15 April 2021 (2021-04-15), pages 042 - 31 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114325448A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 星恒电源股份有限公司 锂电池的评估方法、装置、计算机设备及可读存储介质
CN115101838A (zh) * 2022-06-16 2022-09-23 岳阳耀宁新能源科技有限公司 一种锂离子电芯低温充电方法
CN116500467A (zh) * 2023-04-12 2023-07-28 国民技术股份有限公司 低温区间中电池充电能力的检测方法和装置
CN116500467B (zh) * 2023-04-12 2024-01-26 国民技术股份有限公司 低温区间中电池充电能力的检测方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113552494B (zh) 2024-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109586373B (zh) 一种电池充电方法和装置
CN104584376B (zh) 针对预定义充电持续时间在积分退化全局最小化下对电池进行充电的方法和装置
US10605870B2 (en) Method for predicting battery charge limit, and method and apparatus for rapidly charging battery using same
Schiffer et al. Model prediction for ranking lead-acid batteries according to expected lifetime in renewable energy systems and autonomous power-supply systems
CN102508165B (zh) 一种评价磷酸铁锂电池自放电一致性的方法
CN111239630A (zh) 一种储能电池寿命预测方法及管理系统
CN113552494A (zh) 一种锂离子电池低温阶梯充电方法及其测试方法
CN112820963B (zh) 锂离子电池低温充电方法
CN110244234A (zh) 一种电池加速寿命测试方法
CN108508365B (zh) 一种锂离子电池自放电筛选方法
CN109782190A (zh) 用于估计单颗电池或单批电池的剩余使用寿命的方法
CN104051810A (zh) 一种锂离子储能电池系统soc估算快速修正方法
Soto et al. Analysis of the main battery characterization techniques and experimental comparison of commercial 18650 Li-ion cells
CN108511823A (zh) 一种锂离子电池自放电soc态筛选方法
Moo et al. State-of-charge estimation with open-circuit-voltage for lead-acid batteries
CN110797577B (zh) 一种锂离子电池充电方法、装置及计算机存储介质
CN111129628A (zh) 锂离子电芯充放电的控制方法、系统、介质及电子设备
Suryoatmojo et al. State of charge (SOC) estimation on lead-acid batteries using the coulomb counting method
CN114784397A (zh) 一种基于多时间尺度电池故障的汽车充电方法及系统
CN116148686A (zh) 一种锂离子电池自放电筛选方法及装置
Wang et al. Development of a one-dimensional thermal-electrochemical model of lithium ion battery
Chen et al. Performance of inconsistency in lithium-ion battery packs for battery energy storage systems
EP3989387A1 (en) Battery charge and discharge control device and method
CN110085898A (zh) 一种软包动力电池配组方法
Muenzel et al. Modeling reversible self-discharge in series-connected Li-ion battery cells

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant