一種廢舊電池梯次使用的篩選方法
【專利摘要】本發明涉及一種廢舊電池梯次使用的篩選方法，包括如下步驟：通過外觀辨識對待分析的動力電池進行初步評估；測試電池單體的自放電；單體一致性測試；測試電池參數并分級。通過分析電動汽車退役動力電池的特性，提出適用于動力電池二次利用的篩選方法，該方法可充分發揮電動汽車退役動力電池的剩余性能，提高動力電池二次利用的經濟性。
【專利說明】一種廢舊電池梯次使用的篩選方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及鋰離子電池領域，具體涉及一種廢舊電池梯次使用的篩選方法，尤其涉及一種電動汽車使用后報廢的動力鋰離子電池的篩選方法。

【背景技術】
[0002]能源與環境已成為當前全球最為關注的問題。傳統燃油汽車作為消耗石油資源和污染環境的大戶，正在不斷受到新型清潔能源汽車的沖擊。電動汽車以電代油，能夠實現“零排放”與“低噪音”，是解決能源和環境問題的重要手段。隨著石油資源的緊張和電池技術的發展，電動汽車開始在世界范圍內逐漸推廣應用。以電動汽車為代表的新一代節能與環保汽車是汽車工業發展的必然趨勢已經成為普遍共識。目前，電動汽車主要是以高能量密度的鋰離子電池為主，從現有情況推測來看未來幾年鋰離子電池將保持高速增長態勢，預計到2020年電動汽車對鋰離子動力電池需求將到達450億?550億Wh，而2030年將超過 1000 億 Wh。
[0003]然而，動力電池的性能隨使用次數的增加而衰減，當動力電池性能下降到原性能的80%時，將不能達到電動汽車的使用標準。隨著電動汽車保有量的增加，不能達到電動汽車使用標準的動力電池組件將大量涌現。動力電池二次利用，是指在動力電池報廢后，將其剩余的容量性能使用于其性能滿足的其他應用領域。
[0004]然而從電動車上淘汰下來的動力電池，健康狀態并不一致，必須進行嚴格篩選，剔除出已經與大部分電池不一致的少部分問題電池，只有通過合理的篩選，二次利用才能保障其價值充分發揮。
[0005]動力電池二次利用的概念剛提出不久，研究仍不廣泛。中國電力科學研究院的專利申請CN201110410608.8《一種電動汽車動力電池梯次利用的分級方法》，提出一種將動力電池分級的理論方法，對檢測動力電池物理和化學屬性有指導作用，但實際操作可行性比較低，不容易實現，即便實現所述檢測，也易對電池本身造成破壞。
[0006]但是現階段對于廢舊動力電池的篩選，仍沒有明確的定義和方法。如何將這些還具有大部分容量的電池合理的再次使用是一個非常有價值和意義的研究。
[0007]綜上所述，現有技術中存在如下技術問題:從電動車上淘汰下來的動力電池，健康狀態并不一致，必須進行嚴格篩選，剔除出已經與大部分電池不一致的少部分問題電池，只有通過合理的篩選，二次利用才能充分發揮其價值。現階段廢舊動力電池的篩選，沒有明確的定義和方法。


【發明內容】

[0008]本發明的目的在于提供一種廢舊電池梯次使用的篩選方法，通過外觀、自放電、一致性三個電池的重要特性測試，完全淘汰了沒有二次利用價值的電池，使剩余電芯繼續二次使用。具體技術方案如下:
[0009]一種廢舊電池梯次使用的篩選方法，包括如下步驟:
[0010](I)通過外觀辨識對待分析的動力電池進行初步評估；
[0011 ](2)測試電池單體的自放電；
[0012](3)單體一致性測試；
[0013](4)測試電池參數并分級。
[0014]進一步地，所述廢舊電池為電動汽車使用后報廢的動力鋰離子電池。
[0015]進一步地,步驟(3)中具體包括如下步驟:
[0016](3-1)將經過步驟(I)和(2)后剩余的N個電池串聯；
[0017](3-2)將N個電池充滿電；
[0018](3-3)按一定的電流恒流放電至V1*N ；
[0019](3-4)計算每個電池電壓和電壓Vl的差值；
[0020](3-5)繼續恒流放電至V2*N ；
[0021](3-6)計算每個電池電壓和電壓V2的差值；
[0022](3-7)繼續恒流放電至V3*N ；
[0023](3-8)計算每個電池電壓和電壓V3的差值。
[0024]進一步地，步驟(I)中具體包括如下步驟:
[0025](1-1)觀察電池外觀是否完好；
[0026](1-2)觀察電池表面是否平整干燥，有無破損，有無變形，有無污潰，有無鼓包脹氣現象；
[0027](1-3)初步排除不滿足步驟(1-1)和(1-2)要求的電池。
[0028]進一步地，步驟⑵測試電池的自放電參數后，排除內部短路的電池。
[0029]進一步地，步驟(3)中V1、V2、V3數值在對應電池體系的放電區間，且Vl > V2 >V3。
[0030]進一步地，步驟(4)中測試電池的容量，按容量大小對電池進行分級。
[0031]進一步地，步驟(1-1)之前還包括步驟:把從電動汽車上退役下來的電池組進行拆分；對同種規格、同種型號的動力電池按組分開；步驟(1-3)中包括:無梯次利用價值的電池直接進入回收流程，有梯次利用價值的電池進入下一步。
[0032]進一步地，步驟(2)中進一步包括:
[0033](2-1)將電池以1/3C電流充至滿電狀態；
[0034](2-2)在室溫下擱置7天；
[0035](2-3)再測試電池的容量；
[0036](2-4)計算電池的自放電率；
[0037](2-5)自放電率高的電池，直接淘汰。
[0038]進一步地，步驟(4)中進一步包括如下步驟:
[0039](4-1)測試剩余電池的標準容量，按1/3C電流測試；
[0040](4-2)將電池按容量10 %的差異分為幾個檔次；
[0041](4-3)根據不同的剩余容量使用于不同的場合。
[0042]與目前現有技術相比，本發明通過分析電動汽車退役動力電池的特性，提出適用于動力電池二次利用的篩選方法。該方法可充分發揮電動汽車退役動力電池的剩余性能，提高動力電池二次利用的經濟性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1為本發明提供的一種動力電池循環使用方法流程圖

【具體實施方式】
[0044]下面根據附圖對本發明進行詳細描述，其為本發明多種實施方式中的一種優選實施例。
[0045]在優選實施例中:一種動力電池梯次利用的分析方法，包括以下步驟:
[0046](1)首先通過外觀辨識對待分析的動力電池進行初步評估；
[0047](2)測試電池單體的自放電；
[0048](3)單體一致性測試，將經過步驟⑴和(2)后剩余的N個電池串聯，充滿電后，按一定的電流恒流放電至V1*N，計算每個電池電壓和電壓VI的差值；繼續恒流放電至V2*N，計算每個電池電壓和電壓V2的差值；繼續恒流放電至V3*N，計算每個電池電壓和電壓V3的差值；
[0049](4)測試電池參數并分級。
[0050]所述步驟(1)外形判斷，主要動力電池的外觀是否完好，表面是否平整干燥，有無破損，有無變形，有無污潰，有無鼓包脹氣現象，外觀識別需在良好的光線條件下進行，篩選出認為有梯次利用價值的動力電池。
[0051]所述步驟⑵測試電池的自放電參數，用于排除內部短路的電池。
[0052]所述步驟(3)中V1、V2、V3數值在對應電池體系的放電區間，且VI > V2 > V3。
[0053]所述步驟(4)中測試電池的容量，按容量大小對電池進行分級。
[0054]更具體地:
[0055]1、外觀篩選
[0056]在步驟1中，把從電動汽車上退役下來的電池組進行拆分，=對同種規格、同種型號的動力電池即待分析的動力電池進行外觀評估以獲得有梯次利用價值的動力電池。其中，判斷動力電池的外觀是否完好，表面是否平整干燥，有無破損，有無變形，有無污潰，有無鼓包脹氣現象，外觀識別需在良好的光線條件下進行，篩選出認為有梯次利用價值的動力電池。而無梯次利用價值的電池直接進入回收流程，有梯次利用價值的電池進入下一步。
[0057]2、自放電測試
[0058]動力電池在使用過程中，安全隱患很大程度是來自電池的內部短路，對于經過長期使用的動力電池，其安全隱患明顯增加。電池自放電是一個能很好反映電池內阻短路問題的參數，通過測試電池的自放電參數，能很大程度上排除內部短路的電池。測試流程為:將電池以1/3C電流充至滿電狀態，在室溫(25°C )下擱置7天，再測試電池的容量，計算電池的自放電率。將自放電率作為電池篩選過程中最先考慮的參數，對于自放電率高的電池，直接淘汰。
[0059]3、單體一致性測試
[0060]將經過步驟(1)和⑵后剩余的N個電池串聯，將電池組以1/3C電流充至滿電狀態，按一定的電流(0.1-1C)恒流放電至V1*N，計算每個電池電壓和電壓VI的差值；繼續恒流放電至V2*N，計算每個電池電壓和電壓V2的差值；繼續恒流放電至V3*N，計算每個電池電壓和電壓V3的差值。對于電壓差值過大的電池直接淘汰。
[0061]4、按容量分級，待使用
[0062]經過上述外觀、自放電、一致性測試后，剩余的電池即為可二次使用的電池。測試剩余電池的標準容量，按1/3C電流測試。將電池按容量10%的差異分為幾個檔次，根據不同的剩余容量使用于不同的場合。
[0063]上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種廢舊電池梯次使用的篩選方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)通過外觀辨識對待分析的動力電池進行初步評估； (2)測試電池單體的自放電； (3)單體一致性測試； (4)測試電池參數并分級。
2.如權利要求1所述的廢舊電池梯次使用的篩選方法，其特征在于，所述廢舊電池為電動汽車使用后報廢的動力鋰離子電池。
3.如權利要求1或2所述的廢舊電池梯次使用的篩選方法，其特征在于，步驟(3)中具體包括如下步驟: (3-1)將經過步驟⑴和(2)后剩余的N個電池串聯； (3-2)將N個電池充滿電； (3-3)按一定的電流恒流放電至V1*N; (3-4)計算每個電池電壓和電壓Vl的差值； (3-5)繼續恒流放電至V2*N ； (3-6)計算每個電池電壓和電壓V2的差值； (3-7)繼續恒流放電至V3*N ； (3-8)計算每個電池電壓和電壓V3的差值。
4.如權利要求1-3中任一項所述的廢舊電池梯次使用的篩選方法，其特征在于，步驟(1)中具體包括如下步驟: (1-1)觀察電池外觀是否完好； (1-2)觀察電池表面是否平整干燥，有無破損，有無變形，有無污潰，有無鼓包脹氣現象； (1-3)初步排除不滿足步驟(1-1)和(1-2)要求的電池。
5.如權利要求1-4中任一項所述的廢舊電池梯次使用的篩選方法，其特征在于，步驟(2)測試電池的自放電參數后，排除內部短路的電池。
6.如權利要求3所述的廢舊電池梯次使用的篩選方法，其特征在于，步驟(3)中V1、V2、V3數值在對應電池體系的放電區間，且Vl > V2 > V3。
7.如權利要求1-6中任一項所述的廢舊電池梯次使用的篩選方法，其特征在于，步驟(4)中測試電池的容量，按容量大小對電池進行分級。
8.如權利要求4所述的廢舊電池梯次使用的篩選方法，其特征在于，步驟(1-1)之前還包括步驟:把從電動汽車上退役下來的電池組進行拆分；對同種規格、同種型號的動力電池按組分開；步驟(1-3)中包括:無梯次利用價值的電池直接進入回收流程，有梯次利用價值的電池進入下一步。
9.如權利要求1-8中任一項所述的廢舊電池梯次使用的篩選方法，其特征在于，步驟(2)中進一步包括: (2-1)將電池以1/3C電流充至滿電狀態； (2-2)在室溫下擱置7天； (2-3)再測試電池的容量； (2-4)計算電池的自放電率； (2-5)自放電率高的電池，直接淘汰。
10.如權利要求1-9中任一項所述的廢舊電池梯次使用的篩選方法，其特征在于，步驟(4)中進一步包括如下步驟: (4-1)測試剩余電池的標準容量，按1/3C電流測試； (4-2)將電池按容量10%的差異分為幾個檔次； (4-3)根據不同的剩余容量使用于不同的場合。
【文檔編號】H01M10/54GK104362395SQ201410466151
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】朱廣燕, 劉三兵, 梅周盛 申請人:奇瑞汽車股份有限公司