一种锂离子电池分容测试容量修正方法及系统

技术领域

本发明涉及锂离子电池生产测试领域，特别涉及一种锂离子电池分容测试容量修正方法。

背景技术

在分容过程中，电池会因环境温度、探针接触阻抗等不同而导致在充放电过程中电池本身温度有差异，而电池本身的温度差异又会影响分容对电池容量测试的准确性，所以需要对电池本身温度做监控，然后根据温度的差异来对电池分容测试的容量进行修正，使分容容量更加准确一致。如果在分容测试时温度不准确，则对应的得到的分容容量不准确，进而造成电池分容的不一致；

常规分容为了保证电池容量测试的准确性，会控制车间环境温度和设备探针接触等等，但是这些影响电池容量的因素是无法完全消除的，电池在充放电过程中会持续发热，而且每个阶段的发热量有所不同，所以控制温度不仅技术上难以实现，而且会耗费大量的资源。

电池容量和温度是有关系，这个温度可以是环境温度，也可以是电池温度，但电池表面各个地方的温度是有差异的，而且在电池充电或放电过程中，温度是实时变化的，如专利201220135614.7电池系统温度与容量测试系统中，其通过温度湿度的恒定测量就可以发现容量的测试数值是根据温度而发生变化的。既然控制温度很困难那么基于温度对容量进行修正就是需要考虑的问题，但是由于电池分容时不同地方的温度也不同，如何基于电池温度进行容量修正对于容量测试来说至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种锂离子电池分容测试容量修正方法，通过分容测试中的温度数据来修正测试容量，解决现有技术中恒温控制存在的温度控制不准确的缺陷，无需精准温度控制只需要采集测试温度即可。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种锂离子电池分容测试容量修正方法，包括，

对电池进行分容测试得到放电容量；

实时监控电池在分容测试时最高温度，基于检测到的电池最高温度获取对应的温度补偿系数；

测试得到的放电容量乘以最高温度对应的温度补偿系统得到补偿修正后的分容容量。

监测电池靠近正负极盖板处的温度，取测试过程中的最高温度。

基于检测到的电池最高温度获取对应的温度补偿系数包括：预先标定分容测试时最高温度与温度补偿系数对照表，在测试时通过查表获取对应的温度补偿系数。

预先标定的分容测试时最高温度与温度补偿系数对照表通过对多次试验获取得到。

采用如下方式获取最高温度与温度补偿系数对照表：

取多个正常电池进行测试试验，在测试室恒温箱内测试容量；

设置测试的温度范围及对应的测试温度点；

在每一个温度点进行放电分容测试，记录电池放电容量及放电时电池表面最高温度，根据获取得到的多组放电容量、最高温度数据进行曲线拟合得到最高温度和放电容量之间的函数关系；

根据函数关系，计算出电池在不同最高温度下所对应的容量值；

然后计算出电池在不同最高温度X下的放电容量Yx与最高温度为Z℃时的放电容量Yz的比例关系，即温度系数

放电容量与最高温度之间的函数关系采用二元二次方程进行拟合，将放电容量与最高温度的数据带入到二元二次方程中得到两者之间的函数关系。

在进行分容时，对于分容测试得到的容量数据乘以温度系数R后进行修正并基于修正后的数据进行电池容量分容操作。

一种锂离子电池分容测试容量修正系统，所述修正系统用于运行所述的锂离子电池分容测试容量修正方法；所述系统包括计算单元、测试容量获取单元、最高温度获取单元、数据库、输出单元；

所述测试容量获取单元用于获取分容测试时电池的放电容量，其输出端连接计算单元；

所述最高温度获取单元用于获取电池在进行分容测试时的最高温度，其输出端连接至计算单元；

所述计算单元与数据库连接，所述数据库中存储有最高温度与温度补偿系数对照表；

所述计算单元根据采集得到的最高温度查表得到温度系数，并将测试得到的放电容量与温度系数相乘后得到的数值最为修正后的放电容量。

一种锂离子电池分容测试容量修正系统，所述计算单元与输出单元连接，所述输出单元用于显示修正后的放电容量数据。

本发明的优点在于：解决了现有技术恒温控制存在的技术难题，从温度修正的角度来进行分容容量的修正；将分容测试中检测到的最高温度对应的容量进行修正得到较为准确的分容容量，进而保证分容容量测试准确性和一致性。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明修正过程中的最高温度和对应放电容量的示意图；

图2为本发明电池放电最高温度和放电容量之间的拟合曲线示意图；

图3为本发明实施例中的不同最高温度下的容量测试结果；

图4为本发明实施例中最高温度和温度系数的对照表示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本技术提供了一种锂离子电池分容容量修正方法，来解决分容容量测试不准确的问题。锂离子电池在分容时会因为环境温度、探针接触阻抗等不一致导致电池温度不一致，从而导致容量测试结果有误差，该技术原理是根据电池分容放电时，电池顶盖(靠近正负极处)的最高温度来对分容容量的测试结果进行修正，从而减少测试误差。

本申请取的温度为电池放电过程中盖板(靠近正负极)处的最高温度，电池在放电过程中，盖板处(靠近正负极)的温度是最高的，所以取该处的温度能更准确的修正放电容量；另外不需要进行复杂的计算平均温度或中值温度，且该技术不需要耗费大量的资源，使用简单，用数据模拟来减小温度对容量测试的影响，原本车间温度高导致容量测试结果偏高，且容量分布离散度大，在对容量测试结果进行修正后，容量测试结果降下来了，并且容量分布集中度高了，更加符合实际的电池容量，使得测试得到的容量更加准确，能保证分容容量测试准确性和一致性。具体方案如下：

一种锂离子电池分容测试容量修正方法，包括，对电池进行分容测试得到放电容量；实时监控电池在分容测试时最高温度，基于检测到的电池最高温度获取对应的温度补偿系数；测试得到的放电容量乘以最高温度对应的温度补偿系统得到补偿修正后的分容容量。在进行分容时，对于分容测试得到的容量数据乘以温度系数R后进行修正并基于修正后的数据进行电池容量分容操作。

监测电池靠近正负极盖板处的温度，取测试过程中的最高温度，电池在放电过程中，盖板处(靠近正负极)的温度是最高的，所以取该处的温度能更准确的修正放电容量，另外不需要进行复杂的计算平均温度或中值温度，且该技术不需要耗费大量的资源，使用简单。

基于检测到的电池最高温度获取对应的温度补偿系数包括：预先标定分容测试时最高温度与温度补偿系数对照表，在测试时通过查表获取对应的温度补偿系数，该对照表通过对多次试验获取得到，具体获取方法如下：

取多个正常电池进行测试试验，在测试室恒温箱内测试容量；

设置测试的温度范围及对应的测试温度点；在每一个温度点进行放电分容测试，记录电池放电容量及放电时电池表面最高温度，根据获取得到的多组放电容量、最高温度数据进行曲线拟合得到最高温度和放电容量之间的函数关系；放电容量与最高温度之间的函数关系采用二元二次方程进行拟合，将放电容量与最高温度的数据带入到二元二次方程中得到两者之间的函数关系，二元二次方程Y＝aX2+bX+c(a、b、c为常数)，通过最高温度X和放电容量Y对应的测试数据采用最小二乘法等方法拟合来计算二元二次方程中的参数a、b、c，最终完成曲线的拟合。

在曲线拟合计算完成后，最大温度和放电容量之间对应关系就确定了，根据函数关系，可以计算出电池在不同最高温度下所对应的容量值；然后计算出电池在不同最高温度X下的放电容量Yx与最高温度为Z℃时的放电容量Yz的比例关系，即温度系数

温度Z下的放电容量Yz以及实际测试时不同的最大温度下的Yx。

本申请提供一种锂离子电池分容测试容量修正系统，包括计算单元、测试容量获取单元、最高温度获取单元、数据库、输出单元、显示单元；

其中：测试容量获取单元用于获取分容测试时电池的放电容量，其输出端连接计算单元；最高温度获取单元用于获取电池在进行分容测试时的最高温度，其输出端连接至计算单元；计算单元与数据库连接，所述数据库中存储有最高温度与温度补偿系数对照表；计算单元根据采集得到的最高温度查表得到温度系数，并将测试得到的放电容量与温度系数相乘后得到的数值最为修正后的放电容量。输出单元用于显示修正后的放电容量数据，其一般采用显示屏等实现。

本申请在实施时，取产线2pcs(可以更多)正常电池，在测试室恒温箱内测试容量，恒温箱温度设定从18℃～32℃(温度范围可以调整)，每1℃(精度可以更高)做一次分容测试，记录电池充放电容量及放电时电池表面最高温度，结果汇总数据如表1，根据表1数据模拟放电容量与最高温度数据曲线，得出放电最高温度X与放电容量Y对应关系见图1，两者函数关系可模拟为二元二次方程Y＝aX2+bX+c(a、b、c为常数)；根据以上方程式，计算出电池在不同最高温度下所对应的容量值(图2)，然后计算出电池在不同最高温度X下的放电容量Yx与最高温度为Z℃时的放电容量Yz的比例关系，即温度系数，图3(通过实验室恒温环境测试出环境温度25℃时电池最高温度为Z℃，不同体系/结构电池Z有所差异，图中系数以Z取30℃为例)。3、在实际分容时采集每只电池放电结束时的温度(记作放电最高温度X)，Yz(修正后容量)＝Yx(分容最高温度为X时放电容量)*Rx(放电最高温度X对应的系数R)，整批电池容量修正后分布见图4。以上为本申请针对某一型号电池按照本申请的方案进行实施得到的温度系数的流程及分容修正方法，对于其他电池其具体的温度系数可能会不同，要按照实际状态进行修正。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。