一種鋰離子電池低溫性能一致性的檢測系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本領域涉及動力電池檢測領域，特別涉及一種鋰離子電池低溫性能一致性的檢測 系統。
【背景技術】
[0002] 電動道路車輛（包括電動汽車、電動摩托車等）的研宄與發展，被認為是當前解決 世界能源危機和全球環境污染的最現實、最有效的途徑之一。而作為電動道路車輛用的電 池是制約其發展的關鍵零部件之一。
[0003] 由于鋰離子電池具有比能量高、比功率大、使用壽命長、工作范圍寬等特點，已被 成功應用在電動道路車輛上。電動道路車輛用鋰離子電池通常需要將多個容量小、電壓低 的單體電池通過并/串聯的方式組合成容量高、電壓高的電池組。但是由于各單體電池的 一致性差別，電池組經過一定的充放電循環之后性能會有不同程度的下降，表現為容量衰 減率的加大和電池組內單體電池一致性差別變大。特別是在低溫情況下，由于鋰離子電池 采用的是有機電解液體系，活性物質電導率也較低，其低溫性能往往比鉛酸電池和鎳氫電 池等二次電池差，尤其是多串并組合后電池組在低溫下性能急劇減低，即使單體電池在常 溫下體現出良好的一致性，也會出現在低溫下電池電性能不一致性加劇，使得電池組性能 大大降低。
[0004] 目前，主要通過以下措施來提高或檢測鋰離子電池組的一致性：⑴電池制造廠 提高工藝水平，在電池出廠前，以電壓、內阻等為標準對電池進行篩選，以此來保證一批電 池性能盡可能一致；（2)在使用過程中定時測量單電池電壓分布情況，對電池組中電壓處 于兩端的電池及時進行調整更換，以保證電池組的不一致性不隨使用時間而增大；（3)對 電壓測量中電壓偏低的電池，進行單獨充電，使其性能恢復；(4)間隔一定的時間對電池組 進行小電流涓流充電，促進電池組自身的均衡；（5)避免電池過充電，盡量防止電池深放 電；(6)加裝電池組能量均衡系統，對電池組充放電進行智能管理等。
[0005] 但是，上述檢測系統都是針對在常規應用環境的電池一致性的檢測與評價，而無 法很好的保證電池組在低溫環境下使用時的一致性。
[0006] 因此，為了更好的檢測和確保電動道路車輛用鋰離子電池組在低溫環境下的一致 性，須研發出一種鋰離子電池低溫電性能一致性的檢測系統，以快速、便捷的實現對鋰離子 電池在低溫條件下的電性能一致性進行檢測，有效地解決各個單體電池在常溫條件下體現 良好的電性能一致性，而在低溫條件下電性能相差較大的問題。

【發明內容】

[0007] 本實用新型的目的是提供一種鋰離子電池電性能一致性的檢測系統，可以對鋰 離子電池在低溫條件下的電性能一致性進行檢測，有效地解決各個單體電池在常溫條件下 體現良好的電性能一致性，而在低溫條件下電性能相差大的問題，可以對大批量單體鋰離 子電池進行檢測，篩選出合格的單體鋰離子電池配成電池組，保證電池組在低溫環境下具 有較好的一致性，提高了鋰離子電池組的質量，節約了消費者更換電池的成本，具有一定的 經濟意義和社會意義。
[0008] 為此，本實用新型的技術方案為：
[0009] 一種鋰離子電池電性能一致性的檢測系統，其包括調溫調濕箱和數據采集器；其 中，調溫調濕箱，用于對電池的測量環境的濕度和溫度進行調節控制；并且，對溫度的調節 包括提供常溫和低溫環境；以及，所述低溫環境為-30 ±2攝氏度；
[0010] 數據采集器，用于采集電池的電壓和電容數據；
[0011] 其特征在于，該檢測系統還包括充放電自動控制設備，該充放電自動控制設備用 于對電池的充放電開始和中止時間、電池靜置時間、充放電電流的大小、循環充放次數以及 充放電中止條件進行設定；同時對所述數據采集器采集到的數據進行記錄。
[0012] 其中，所述充放電中止條件包括中止電壓。
[0013] 其中，所述循環充放電時間為10次。
[0014] 其中，所述充放電自動控制設備包括多個子設備，每個設備可用于對一塊單體鋰 離子電池進行控制。
[0015] 其中，所述充放電自動控制設備包括10個控制端口。
[0016] 其中，所述充放電中止條件為設定的電壓值。
[0017] 本實用新型的優點在于，其在常溫下進行常規的電壓、內阻、容量、存儲電壓降等 一致性的篩選檢測之外，增加低溫下充放電后的循環壽命檢測，用以評價電池在低溫下的 電化學特性，從而保證各單體電池在低溫下電性能的一致性，實現對電池合理的配組，保證 電池組在低溫以及常溫充放電時均具有優異的性能。
【附圖說明】
[0018] 圖1中為本實用新型的結構框圖；
[0019] 圖2為實施例1的充電容量曲線圖；
[0020] 圖3為放電容量曲線圖；
【具體實施方式】
[0021] 鋰離子電池電性能一致性的檢測系統1包括：調溫調濕箱2和數據采集器3 (具體 型號FLUKE 2620)以及充放電自動控制設備4;其中，調溫調濕箱2,用于對電池的測量環境 的濕度和溫度進行調節控制；并且，對溫度的調節包括提供常溫和低溫環境，該低溫環境可 以為_30±2攝氏度；數據采集器，用于采集電池的電壓和電容數據，以計算電池的電壓、內 阻、容量和存儲電壓降等；其中，該檢測系統還包括充放電自動控制設備，該充放電自動控 制設備用于對電池的充放電開始和中止時間、電池靜置時間、充放電電流的大小、循環充 放次數以及充放電中止條件進行設定；同時對所述數據采集器采集到的數據進行記錄。
[0022] 其中，所述充放電中止條件包括中止電壓；其中，所述循環充放電時間為10次； 所述充放電自動控制設備包括多個子設備，每個設備可用于對一塊單體鋰離子電池進行控 制；所述充放電自動控制設備包括10個控制端口，用于對10塊單體電池進行充放電控制； 其中，所述充放電中止條件為設定的電壓值。
[0023] 為了更好地描述本實用新型的結構，以下舉例說明使用本實用新型進行實驗的過 程。
[0024] 檢測對象：國產動力鋰離子單體電池，額定電壓3. 7V，標稱容量IOAh ;外形尺寸 (長X寬X高）為：133mmX66mmX18mm ;電池的正極活性材料為LiMn2O4，負極活性材料為 石墨，電解液的主要成分為LiPF 6、EC(碳酸乙烯酯）和DMC(碳酸二甲酯），隔膜為celgard 2325。
[0025] 使用本實用新型進行低溫性能一致性檢測方法步驟如下：
[0026] 1、設定充放電自動控制設備的放電開始和中止時間、電池靜置時間、充放電電流 的大小、循環充放次數以及充放電中止條件；
[0027] 2、將10塊單體鋰離子電池與充放電自動控制設備的10個控制端口--相連，在 由調溫調濕箱2控制的室溫（20°C ±2°C )條件下，采用恒流恒壓充電制度和恒流放電制度 進行10次充放電循環，即將待測電池在試驗溫度條件下以3500mA電流放電，至電池電壓達 到2. 7V，靜置lh，然后以3500mA恒流充電，至電池電壓達4. 2V時轉恒壓充電，至充電電流 降至350mA時停止充電，如此循環充放電10次后，利用數據采集器測量各單體鋰離子電池 的電壓值％，并在室溫（20°C ±2°C)下存儲7天，然后測量各單體鋰離子電池的電壓值V2， 計算每個單體電池存儲前后的電壓降低值Λ V = V1-V2，測量及計算結果如表1所示。
[0028] 表 1
[0029]
【主權項】
1. 一種鋰離子電池低溫性能一致性的檢測系統，其包括調溫調濕箱和數據采集器；其 中， 調溫調濕箱，用于對電池的測量環境的濕度和溫度進行調節控制；并且，對溫度的調節 包括提供常溫和低溫環境；以及，所述低溫環境為-30 ±2攝氏度； 數據采集器，用于采集電池的電壓和電容數據； 其特征在于， 該檢測系統還包括充放電自動控制設備，該充放電自動控制設備用于對電池的充放電 開始和中止時間、電池靜置時間、充放電電流的大小、循環充放次數以及充放電中止條件進 行設定；同時對所述數據采集器采集到的數據進行記錄。
2. 根據權利要求1所述的鋰離子電池低溫性能一致性的檢測系統，所述充放電中止條 件包括中止電壓。
3. 根據權利要求1所述的鋰離子電池低溫性能一致性的檢測系統，所述循環充放電時 間為10次。
4. 根據權利要求1所述的鋰離子電池低溫性能一致性的檢測系統，所述充放電自動控 制設備包括多個子設備，每個設備可用于對一塊單體鋰離子電池進行控制。
5. 根據權利要求4所述的鋰離子電池低溫性能一致性的檢測系統，所述充放電自動控 制設備包括10個控制端口。
6. 根據權利要求1所述的鋰離子電池低溫性能一致性的檢測系統，所述充放電中止條 件為設定的電壓值。
【專利摘要】一種鋰離子電池低溫性能一致性的檢測系統，其包括調溫調濕箱、數據采集器和充放電自動控制設備；其特征在于，該充放電自動控制設備用于對電池的充放電開始和中止時間、電池靜置時間、充放電電流的大小、循環充放次數以及充放電中止條件進行設定；該調溫調濕箱的用于提供室溫條件以低溫條件，以此來獲得鋰離子電池組在常溫和低溫環境下的一致性。采用檢測系統可以快速、便捷的對鋰離子電池在低溫條件下的電性能一致性進行檢測，有效地解決各個單體電池在常溫條件下電性能一致性良好而在低溫下電性能可能相差較大的缺點，可推廣應用于大批量電池的檢測以及電池配組的篩選，同時可以提高鋰離子電池組的質量，節約消費者更換電池的成本。
【IPC分類】G01R31-36
【公開號】CN204269787
【申請號】CN201420548772
【發明人】王宏偉, 陶自強, 白虹, 付艷玲, 肖海清
【申請人】中國檢驗檢疫科學研究院
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年9月23日