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CN112731168A - 一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法 - Google Patents

一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法 Download PDF

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CN112731168A CN202011504350.3A CN202011504350A CN112731168A CN 112731168 A CN112731168 A CN 112731168A CN 202011504350 A CN202011504350 A CN 202011504350A CN 112731168 A CN112731168 A CN 112731168A
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Abstract

本发明公开了一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法，包括以下步骤：S1、获取当前型号的磷酸铁锂电池的恒流比标准值、DCR标准值；S2、测量待测磷酸铁锂电池的恒流比并与电池恒流比标准值比对，若小于恒流比标准值则筛选为焊接不良电池，若不小于恒流比标准值则进入S2；S3、测量待测磷酸铁锂电池的DCR测试值并与DCR标准值比对，若小于DCR标准值则筛选为焊接不良电池，本申请通过恒流比和DCR两个判断参数对生产中的电池进行两次筛选，因而可以快速有效的筛选出不良电池，而且提高的筛选的精度。

Description

一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法
技术领域
本发明涉及磷酸铁锂电池制造过程中的筛选方法，具体是一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法。
背景技术
目前磷酸铁锂电池恒流比筛选不良电池，采用和三元电池一样的方法，恒流恒压满充计算恒流比，由于磷酸铁锂电池电压平台过大，使得不良电池的恒流比与正常电池恒流比差异不明显。实际生产中也发现满充测试恒流比不能达到筛选的目的。
传统锂电池DCR(DCR为直流内阻)测试参数和标准值都是通过HPPC方法结合大批量实验，再采用末端电池拆解分析的方法确定，测试参数和标准值确定很费时间，需要多次校准，成本很大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法，适用于带极耳的磷酸铁锂电池，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法，包括以下步骤：
S1、获取当前型号的磷酸铁锂电池的恒流比标准值、DCR标准值；
S2、测量待测磷酸铁锂电池的恒流比并与电池恒流比标准值比对，若小于恒流比标准值则筛选为焊接不良电池，若不小于恒流比标准值则进入S3；
S3、测量待测磷酸铁锂电池的DCR测试值并与DCR标准值比对，若小于DCR标准值则筛选为焊接不良电池。
作为本发明进一步的方案：所述S1中恒流比标准值、DCR标准值的获取包括制作对标电池组，对标电池组内包括极耳断裂数为0-n个的对标电池，其中以极耳断裂数为0的对标电池作为正常电池，且每个极耳断裂数下均设有多个对标电池。
作为本发明进一步的方案：所述恒流比标准值的获取包括以下步骤：
S1.11、将对标电池使用小电流充电，获取SOC-电压曲线图，在SOC-电压曲线图上获取电池充电平台电压U；
S1.12、使用恒流恒压充电，截止电压不大于平台电压U。计算出极耳断裂数为0-n的对标电池的恒流比，以对应极耳断裂数下多个对标电池的测试恒流比的平均值作为该极耳断裂数下对标电池的恒流比；
S1.13、将极耳断裂数为0-n的对标电池的恒流比进行比对，以正常电池的恒流比作为标准恒流比。
作为本发明进一步的方案：所述对标电池中使用0.2C恒流恒压充电，截止电流为0.05C。
作为本发明进一步的方案：所述DCR标准值的获取包括以下步骤：
S1.21、将对标电池组搁置至电池电压稳定；
S1.22、使用不同倍率的电流测试DCR，获取不同倍率的电流下的DCR曲线，并将曲线斜率和趋势度最高的作为最佳的电流倍率参数；
S1.23、在最佳的电流倍率参数下，通过不同的放电时间来测试DCR，获取不同放电时间下的DCR曲线，并将曲线中斜率和趋势度最大的作为最佳的时间参数；
S1.24、根据最佳电流倍率参数、最佳时间参数下获取的电池DCR参数曲线，以正常电池DCR参数作为标准DCR参数。
作为本发明进一步的方案：所述对标电池中电池极耳断裂数为0-10。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本申请通过恒流比和DCR两个判断参数对生产中的电池进行两次筛选，因而可以快速有效的筛选出不良电池，而且提高的筛选的精度；
2、本申请通过在测量恒流比标准值时，将截止电压设置小于平台电压，即不是测试满充下的恒流比，因而避免了因磷酸铁锂电池电压平台过大导致的不良恒流比与正常恒流比差异不明显的问题；
3、本申请的DCR测试通过与DCR标准值比对的方法，而且DCR标准值通过最佳倍率电流和最佳放电时间测量所得，因而在使用时可以准确筛选出不良电池，而且不需要再进行末端电池拆解分析，降低了筛选时间，提高了筛选效率，减轻了成本；
4、本发明可以快速准确的找出DCR和恒流比最佳测试参数和标准值，并通过DCR和恒流比最佳测试参数和标准值来检查来对锂电池极耳焊接质量进行检查，因而不需要通过经验值和末端电池拆解分析的方法确定，节省了大量的时间和成本。
附图说明
图1为本实施例SOC-电压曲线图；
图2为本实施例极耳断裂数与恒流比关系图；
图3为本实施例不同电流倍率下的DCR与极耳断裂数关系图；
图4为本实施例不同放电时间下的DCR与极耳断裂数关系图；
图5为本实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法，包括以下步骤：
S1、获取当前型号的磷酸铁锂电池的恒流比标准值、DCR标准值，首先制作对标电池组，对标电池组内包括极耳断裂数为0-n个的对标电池，其中以极耳断裂数为0的对标电池作为正常电池，且每个极耳断裂数下均设有多个对标电池；
恒流比标准值的获取包括以下步骤：
S1.11、将对标电池使用小电流充电，获取SOC-电压曲线图，在SOC-电压曲线图上获取电池充电平台电压U；
S1.12、对标电池中使用0.2C恒流恒压充电，截止电流为0.05C，截止电压不大于平台电压U，计算出极耳断裂数为0-n的对标电池的恒流比，以对应极耳断裂数下多个对标电池的测试恒流比的平均值作为该极耳断裂数下对标电池的恒流比，采用将截止电压设置在平台电压之下，能有效避免磷酸铁锂电池平台过大对恒流比测试造成的误差；
S1.13、将极耳断裂数为0-n的对标电池的恒流比进行比对，以正常电池的恒流比作为标准恒流比
DCR标准值的获取包括以下步骤：
S1.21、将对标电池组搁置至电池电压稳定；
S1.22、使用不同倍率的电流测试DCR，获取不同倍率的电流下的DCR曲线，并将曲线斜率和趋势度最高的作为最佳的电流倍率参数；
S1.23、在最佳的电流倍率参数下，通过不同的放电时间来测试DCR，获取不同放电时间下的DCR曲线，并将曲线中斜率和趋势度最大的作为最佳的时间参数；
S1.24、根据最佳电流倍率参数、最佳时间参数下获取的电池DCR参数曲线，以正常电池DCR参数作为标准DCR参数。
S2、测量待测磷酸铁锂电池的恒流比并与电池恒流比标准值比对，若小于恒流比标准值则筛选为焊接不良电池，若不小于恒流比标准值则进入S3。
S3、测量待测磷酸铁锂电池的DCR测试值并与DCR标准值比对，若小于DCR标准值则筛选为焊接不良电池。
实施例1
以方形酸铁锂电池20100140-2700mAh型号为例，具体步骤如下：
(1)选取多只方形酸铁锂电池，使用小电流充电，获得SOC-电压曲线图，如图1所示，在SOC-电压曲线上，得到电池充电平台电压U。
制作电池极耳断裂数为0～10个极耳的电池作为对标电池，池分容结束后，使用0.2C恒流恒压充电，截止电流为0.05C。从图1曲线上可以看出此电池的充电平台在3.2V～3.335V之间，将截止电压设置为3.2V。
将断裂不同极耳数电池恒流比的平均值绘制成图表；图2为断裂不同极耳数与恒流比关系曲线。由图2可知，极耳断裂数与恒流比有明显的相关性，与正常电池(极耳断裂数为0)有区别，将3.2V恒流比标准值设为大于等于84％。
电池分容结束后，自放电测试后，电池电压基本稳定，使用不同倍率电流测试DCR；
表1
DCR倍率参数确定 1C 1.5C 2C
趋势斜率K 0.0072 0.0212 0.0171
趋势度R<sup>2</sup> 0.1448 0.7826 0.6232
图3为断裂不同极耳数电池不同倍率DCR值曲线图，表1为每条趋势线的斜率和趋势度，斜率越大，表明断裂不同极耳数电池的DCR值差距越大，越容易筛选；趋势度越大，表明数值与趋势线越符合，趋势度越大效果越好。由表1知，电流倍率为1.5C的参数最好。
再确定时间参数；对断裂不同极耳数电池，以最佳电流值1.5C电流，放电不同的时间来测试DCR值，进行比较；
DCR时间参数确定 5s 10s 15s 20s
趋势斜率K 0.0122 0.0299 0.0258 0.0158
趋势度R<sup>2</sup> 0.5319 0.7144 0.6694 0.2875
表2
由表2的趋势斜率和趋势度，可知10S时间最佳。正常电池与断极耳电池DCR值对比可得，标准值为大于等于1.9mΩ。
同样以方形酸铁锂电池20100140-2700mAh型号为例，验证筛选效果。具体步骤如下：
用实施例1中得到的参数在产线测试约7000只电池。按照恒流比标准值与DCR标准值进行筛选，共筛选出32只异常电池。将筛选下来的32只电池，集中拆解确认极耳焊接是否异常。
拆解发现32只电池都出现不同程度的极耳焊接问题。其中34.4％的电池有极耳断裂的问题；25％的电池极耳弯折；21.9％的电池极耳焊偏(有效焊接面积小)；12.5％的电池少数极耳未焊上；6.3％的电池极耳氧化严重。
拆解结果验证上述筛选方法合理有效。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取当前型号的磷酸铁锂电池的恒流比标准值、DCR标准值；
S2、测量待测磷酸铁锂电池的恒流比并与电池恒流比标准值比对，若小于恒流比标准值则筛选为焊接不良电池，若不小于恒流比标准值则进入S3；
S3、测量待测磷酸铁锂电池的DCR测试值并与DCR标准值比对，若小于DCR标准值则筛选为焊接不良电池。
2.根据权利要求1所述的一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法，其特征在于，所述S1中恒流比标准值、DCR标准值的获取包括制作对标电池组，对标电池组内包括极耳断裂数为0-n个的对标电池，其中以极耳断裂数为0的对标电池作为正常电池，且每个极耳断裂数下均设有多个对标电池。
3.根据权利要求2所述的一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法，其特征在于，所述恒流比标准值的获取包括以下步骤：
S1.11、将对标电池使用小电流充电，获取SOC-电压曲线图，在SOC-电压曲线图上获取电池充电平台电压U；
S1.12、使用恒流恒压充电，截止电压不大于平台电压U，计算出极耳断裂数为0-n的对标电池的恒流比，以对应极耳断裂数下多个对标电池的测试恒流比的平均值作为该极耳断裂数下对标电池的恒流比；
S1.13、将极耳断裂数为0-n的对标电池的恒流比进行比对，以正常电池的恒流比作为标准恒流比。
4.根据权利要求3所述的一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法，其特征在于，所述对标电池中使用0.2C恒流恒压充电，截止电流为0.05C。
5.根据权利要求2所述的一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法，其特征在于，所述DCR标准值的获取包括以下步骤：
S1.21、将对标电池组搁置至电池电压稳定；
S1.22、使用不同倍率的电流测试DCR，获取不同倍率的电流下的DCR曲线，并将曲线斜率和趋势度最高的作为最佳的电流倍率参数；
S1.23、在最佳的电流倍率参数下，通过不同的放电时间来测试DCR，获取不同放电时间下的DCR曲线，并将曲线中斜率和趋势度最大的作为最佳的时间参数；
S1.24、根据最佳电流倍率参数、最佳时间参数下获取的电池DCR参数曲线，以正常电池DCR参数作为标准DCR参数。
6.根据权利要求2所述的一种检测磷酸铁锂电池极耳焊接不良的方法，其特征在于，所述对标电池中电池极耳断裂数为0-10。
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