一種廢舊電池梯次使用的篩選方法
【專利摘要】本發(fā)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(shí)對(duì)待分析的動(dòng)力電池進(jìn)行初步評(píng)估；測(cè)試電池單體的自放電；單體一致性測(cè)試；測(cè)試電池參數(shù)并分級(jí)。通過分析電動(dòng)汽車退役動(dòng)力電池的特性，提出適用于動(dòng)力電池二次利用的篩選方法，該方法可充分發(fā)揮電動(dòng)汽車退役動(dòng)力電池的剩余性能，提高動(dòng)力電池二次利用的經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】一種廢舊電池梯次使用的篩選方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)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(dòng)汽車使用后報(bào)廢的動(dòng)力鋰離子電池的篩選方法。

【背景技術(shù)】
[0002]能源與環(huán)境已成為當(dāng)前全球最為關(guān)注的問題。傳統(tǒng)燃油汽車作為消耗石油資源和污染環(huán)境的大戶，正在不斷受到新型清潔能源汽車的沖擊。電動(dòng)汽車以電代油，能夠?qū)崿F(xiàn)“零排放”與“低噪音”，是解決能源和環(huán)境問題的重要手段。隨著石油資源的緊張和電池技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)汽車開始在世界范圍內(nèi)逐漸推廣應(yīng)用。以電動(dòng)汽車為代表的新一代節(jié)能與環(huán)保汽車是汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)已經(jīng)成為普遍共識(shí)。目前，電動(dòng)汽車主要是以高能量密度的鋰離子電池為主，從現(xiàn)有情況推測(cè)來看未來幾年鋰離子電池將保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，預(yù)計(jì)到2020年電動(dòng)汽車對(duì)鋰離子動(dòng)力電池需求將到達(dá)450億?550億Wh，而2030年將超過 1000 億 Wh。
[0003]然而，動(dòng)力電池的性能隨使用次數(shù)的增加而衰減，當(dāng)動(dòng)力電池性能下降到原性能的80%時(shí)，將不能達(dá)到電動(dòng)汽車的使用標(biāo)準(zhǔn)。隨著電動(dòng)汽車保有量的增加，不能達(dá)到電動(dòng)汽車使用標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)力電池組件將大量涌現(xiàn)。動(dòng)力電池二次利用，是指在動(dòng)力電池報(bào)廢后，將其剩余的容量性能使用于其性能滿足的其他應(yīng)用領(lǐng)域。
[0004]然而從電動(dòng)車上淘汰下來的動(dòng)力電池，健康狀態(tài)并不一致，必須進(jìn)行嚴(yán)格篩選，剔除出已經(jīng)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(jià)值充分發(fā)揮。
[0005]動(dòng)力電池二次利用的概念剛提出不久，研究仍不廣泛。中國(guó)電力科學(xué)研究院的專利申請(qǐng)CN201110410608.8《一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池梯次利用的分級(jí)方法》，提出一種將動(dòng)力電池分級(jí)的理論方法，對(duì)檢測(cè)動(dòng)力電池物理和化學(xué)屬性有指導(dǎo)作用，但實(shí)際操作可行性比較低，不容易實(shí)現(xiàn)，即便實(shí)現(xiàn)所述檢測(cè)，也易對(duì)電池本身造成破壞。
[0006]但是現(xiàn)階段對(duì)于廢舊動(dòng)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(gè)非常有價(jià)值和意義的研究。
[0007]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在如下技術(shù)問題:從電動(dòng)車上淘汰下來的動(dòng)力電池，健康狀態(tài)并不一致，必須進(jìn)行嚴(yán)格篩選，剔除出已經(jīng)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(fā)揮其價(jià)值?，F(xiàn)階段廢舊動(dòng)力電池的篩選，沒有明確的定義和方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)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(gè)電池的重要特性測(cè)試，完全淘汰了沒有二次利用價(jià)值的電池，使剩余電芯繼續(xù)二次使用。具體技術(shù)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(shí)對(duì)待分析的動(dòng)力電池進(jìn)行初步評(píng)估；
[0011 ](2)測(cè)試電池單體的自放電；
[0012](3)單體一致性測(cè)試；
[0013](4)測(cè)試電池參數(shù)并分級(jí)。
[0014]進(jìn)一步地，所述廢舊電池為電動(dòng)汽車使用后報(bào)廢的動(dòng)力鋰離子電池。
[0015]進(jìn)一步地,步驟(3)中具體包括如下步驟:
[0016](3-1)將經(jīng)過步驟(I)和(2)后剩余的N個(gè)電池串聯(lián)；
[0017](3-2)將N個(gè)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(jì)算每個(gè)電池電壓和電壓Vl的差值；
[0020](3-5)繼續(xù)恒流放電至V2*N ；
[0021](3-6)計(jì)算每個(gè)電池電壓和電壓V2的差值；
[0022](3-7)繼續(xù)恒流放電至V3*N ；
[0023](3-8)計(jì)算每個(gè)電池電壓和電壓V3的差值。
[0024]進(jìn)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(xiàn)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(jìn)一步地，步驟⑵測(cè)試電池的自放電參數(shù)后，排除內(nèi)部短路的電池。
[0029]進(jìn)一步地，步驟(3)中V1、V2、V3數(shù)值在對(duì)應(yīng)電池體系的放電區(qū)間，且Vl > V2 >V3。
[0030]進(jìn)一步地，步驟(4)中測(cè)試電池的容量，按容量大小對(duì)電池進(jìn)行分級(jí)。
[0031]進(jìn)一步地，步驟(1-1)之前還包括步驟:把從電動(dòng)汽車上退役下來的電池組進(jìn)行拆分；對(duì)同種規(guī)格、同種型號(hào)的動(dòng)力電池按組分開；步驟(1-3)中包括:無梯次利用價(jià)值的電池直接進(jìn)入回收流程，有梯次利用價(jià)值的電池進(jìn)入下一步。
[0032]進(jìn)一步地，步驟(2)中進(jìn)一步包括:
[0033](2-1)將電池以1/3C電流充至滿電狀態(tài)；
[0034](2-2)在室溫下擱置7天；
[0035](2-3)再測(cè)試電池的容量；
[0036](2-4)計(jì)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(jìn)一步地，步驟(4)中進(jìn)一步包括如下步驟:
[0039](4-1)測(cè)試剩余電池的標(biāo)準(zhǔn)容量，按1/3C電流測(cè)試；
[0040](4-2)將電池按容量10 %的差異分為幾個(gè)檔次；
[0041](4-3)根據(jù)不同的剩余容量使用于不同的場(chǎng)合。
[0042]與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過分析電動(dòng)汽車退役動(dòng)力電池的特性，提出適用于動(dòng)力電池二次利用的篩選方法。該方法可充分發(fā)揮電動(dòng)汽車退役動(dòng)力電池的剩余性能，提高動(dòng)力電池二次利用的經(jīng)濟(jì)性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1為本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池循環(huán)使用方法流程圖

【具體實(shí)施方式】
[0044]下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實(shí)施方式中的一種優(yōu)選實(shí)施例。
[0045]在優(yōu)選實(shí)施例中:一種動(dòng)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(shí)對(duì)待分析的動(dòng)力電池進(jìn)行初步評(píng)估；
[0047](2)測(cè)試電池單體的自放電；
[0048](3)單體一致性測(cè)試，將經(jīng)過步驟⑴和(2)后剩余的N個(gè)電池串聯(lián)，充滿電后，按一定的電流恒流放電至V1*N，計(jì)算每個(gè)電池電壓和電壓VI的差值；繼續(xù)恒流放電至V2*N，計(jì)算每個(gè)電池電壓和電壓V2的差值；繼續(xù)恒流放電至V3*N，計(jì)算每個(gè)電池電壓和電壓V3的差值；
[0049](4)測(cè)試電池參數(shù)并分級(jí)。
[0050]所述步驟(1)外形判斷，主要?jiǎng)恿﹄姵氐耐庥^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(xiàn)象，外觀識(shí)別需在良好的光線條件下進(jìn)行，篩選出認(rèn)為有梯次利用價(jià)值的動(dòng)力電池。
[0051]所述步驟⑵測(cè)試電池的自放電參數(shù)，用于排除內(nèi)部短路的電池。
[0052]所述步驟(3)中V1、V2、V3數(shù)值在對(duì)應(yīng)電池體系的放電區(qū)間，且VI > V2 > V3。
[0053]所述步驟(4)中測(cè)試電池的容量，按容量大小對(duì)電池進(jìn)行分級(jí)。
[0054]更具體地:
[0055]1、外觀篩選
[0056]在步驟1中，把從電動(dòng)汽車上退役下來的電池組進(jìn)行拆分，=對(duì)同種規(guī)格、同種型號(hào)的動(dòng)力電池即待分析的動(dòng)力電池進(jìn)行外觀評(píng)估以獲得有梯次利用價(jià)值的動(dòng)力電池。其中，判斷動(dòng)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(xiàn)象，外觀識(shí)別需在良好的光線條件下進(jìn)行，篩選出認(rèn)為有梯次利用價(jià)值的動(dòng)力電池。而無梯次利用價(jià)值的電池直接進(jìn)入回收流程，有梯次利用價(jià)值的電池進(jìn)入下一步。
[0057]2、自放電測(cè)試
[0058]動(dòng)力電池在使用過程中，安全隱患很大程度是來自電池的內(nèi)部短路，對(duì)于經(jīng)過長(zhǎng)期使用的動(dòng)力電池，其安全隱患明顯增加。電池自放電是一個(gè)能很好反映電池內(nèi)阻短路問題的參數(shù)，通過測(cè)試電池的自放電參數(shù)，能很大程度上排除內(nèi)部短路的電池。測(cè)試流程為:將電池以1/3C電流充至滿電狀態(tài)，在室溫(25°C )下擱置7天，再測(cè)試電池的容量，計(jì)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(shù)，對(duì)于自放電率高的電池，直接淘汰。
[0059]3、單體一致性測(cè)試
[0060]將經(jīng)過步驟(1)和⑵后剩余的N個(gè)電池串聯(lián)，將電池組以1/3C電流充至滿電狀態(tài)，按一定的電流(0.1-1C)恒流放電至V1*N，計(jì)算每個(gè)電池電壓和電壓VI的差值；繼續(xù)恒流放電至V2*N，計(jì)算每個(gè)電池電壓和電壓V2的差值；繼續(xù)恒流放電至V3*N，計(jì)算每個(gè)電池電壓和電壓V3的差值。對(duì)于電壓差值過大的電池直接淘汰。
[0061]4、按容量分級(jí)，待使用
[0062]經(jīng)過上述外觀、自放電、一致性測(cè)試后，剩余的電池即為可二次使用的電池。測(cè)試剩余電池的標(biāo)準(zhǔn)容量，按1/3C電流測(cè)試。將電池按容量10%的差異分為幾個(gè)檔次，根據(jù)不同的剩余容量使用于不同的場(chǎng)合。
[0063]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)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(shí)對(duì)待分析的動(dòng)力電池進(jìn)行初步評(píng)估； (2)測(cè)試電池單體的自放電； (3)單體一致性測(cè)試； (4)測(cè)試電池參數(shù)并分級(jí)。
2.如權(quán)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(dòng)汽車使用后報(bào)廢的動(dòng)力鋰離子電池。
3.如權(quán)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(jīng)過步驟⑴和(2)后剩余的N個(gè)電池串聯(lián)； (3-2)將N個(gè)電池充滿電； (3-3)按一定的電流恒流放電至V1*N; (3-4)計(jì)算每個(gè)電池電壓和電壓Vl的差值； (3-5)繼續(xù)恒流放電至V2*N ； (3-6)計(jì)算每個(gè)電池電壓和電壓V2的差值； (3-7)繼續(xù)恒流放電至V3*N ； (3-8)計(jì)算每個(gè)電池電壓和電壓V3的差值。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)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(xiàn)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(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)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(cè)試電池的自放電參數(shù)后，排除內(nèi)部短路的電池。
6.如權(quán)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(shù)值在對(duì)應(yīng)電池體系的放電區(qū)間，且Vl > V2 > V3。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)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(cè)試電池的容量，按容量大小對(duì)電池進(jìn)行分級(jí)。
8.如權(quán)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(dòng)汽車上退役下來的電池組進(jìn)行拆分；對(duì)同種規(guī)格、同種型號(hào)的動(dòng)力電池按組分開；步驟(1-3)中包括:無梯次利用價(jià)值的電池直接進(jìn)入回收流程，有梯次利用價(jià)值的電池進(jìn)入下一步。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)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(jìn)一步包括: (2-1)將電池以1/3C電流充至滿電狀態(tài)； (2-2)在室溫下擱置7天； (2-3)再測(cè)試電池的容量； (2-4)計(jì)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(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)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(jìn)一步包括如下步驟: (4-1)測(cè)試剩余電池的標(biāo)準(zhǔn)容量，按1/3C電流測(cè)試； (4-2)將電池按容量10%的差異分為幾個(gè)檔次； (4-3)根據(jù)不同的剩余容量使用于不同的場(chǎng)合。
【文檔編號(hào)】H01M10/54GK104362395SQ201410466151
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】朱廣燕, 劉三兵, 梅周盛 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司