用于磷酸铁锂电池的配组方法

摘要

本发明提供一种用于磷酸铁锂电池的配组方法，属于磷酸铁锂电池领域，包括：分别检测磷酸铁锂电池的电池箱的剩余电量；从电池箱中筛选出剩余电量为电池箱的初始电量的5％至30％的第一电池箱；将第一电池箱拆解为单体电池以组成单体电池组；根据第一筛选标准从单体电池组中筛选出第一单体电池组；根据第二筛选标准从第一单体电池组中筛选出第二单体电池组；分别检测第二单体电池组中每一个单体电池的容量；根据第三筛选标准从第二单体电池组中筛选出第三单体电池组；将第三单体电池组分别进行高温静置，并检测单位时间内单体电池的开路电压的电压降；根据第四筛选标准从第三单体电池组中筛选出第四单体电池组；将第四单体电池组重新配组成电池箱。

权利要求

1.一种用于磷酸铁锂电池的配组方法，其特征在于，所述配组方法包括：分别检测所述磷酸铁锂电池的电池箱的剩余电量；

从所述电池箱中筛选出所述剩余电量为所述电池箱的初始电量的5％至30％的第一电池箱；

将所述第一电池箱拆解为单体电池以组成单体电池组；

根据第一筛选标准从所述单体电池组中筛选出第一单体电池组，其中，所述第一筛选标准包括：单体电池的外壳无损伤；

分别检测所述第一单体电池组中的每一个单体电池的开路电压；

根据第二筛选标准从所述第一单体电池组中筛选出第二单体电池组，其中，所述第二筛选标准包括：单体电池的开路电压大于3伏；

分别检测所述第二单体电池组中每一个单体电池的容量；

根据第三筛选标准从所述第二单体电池组中筛选出第三单体电池组，其中，所述第三筛选标准包括：单体电池的容量大于或等于所述磷酸铁锂电池在出厂时的初始容量的

80％；

将所述第三单体电池组的每一个单体电池分别进行高温静置，并检测单位时间内所述第三单体电池组中的每一个单体电池的开路电压的电压降；

根据第四筛选标准从所述第三单体电池组中筛选出第四单体电池组，其中，所述第四筛选标准包括：所述电压降小于或等于0.105毫伏每小时；

将所述第四单体电池组中的单体电池重新配组成电池箱。

2.根据权利要求1所述的配组方法，其特征在于，所述配组方法还包括：将未被选中的单体电池报废回收。

3.根据权利要求1所述的配组方法，其特征在于，所述将所述第四单体电池组中的每一个单体电池重新配组成电池箱进一步包括：将所述第四单体电池组中的单体电池重新打磨后再配组成电池箱。

4.根据权利要求1所述的配组方法，其特征在于，所述将所述第四单体电池组中的单体电池重新配组成电池箱包括：根据预设配组标准将所述第四单体电池组中的每一个单体电池重新配组成电池箱，其中，所述预设配组标准包括：同一个电池箱内的单体电池的电压差小于或等于10毫伏且同一个电池箱内的单体电池的内阻的差值小于或等于同一个电池箱内单体电池的初始内阻的0.3倍，同一电池箱内的单体电池的所述容量的差值小于或等于单体电池的额定容量的

2％。

5.根据权利要求1所述的配组方法，其特征在于，所述第一筛选标准进一步包括：单体电池的形状未变形，单体电池的电池体未漏液和单体电池的安全阀未损坏。

6.根据权利要求1所述的配组方法，其特征在于，所述配组方法进一步包括：分别检测所述第一单体电池组中每一个单体电池的负极对壳体的电压，所述第二筛选标准进一步包括：所述负极对壳体的电压大于或等于2伏。

7.根据权利要求5所述的配组方法，其特征在于，所述配组方法进一步包括：分别检测所述第一单体电池组中的每一个单体电池的内阻，所述第二筛选标准进一步包括：所述内阻小于单体电池在出厂时的初始内阻的1.5倍。

8.根据权利要求1所述的配组方法，其特征在于，所述分别检测所述第二单体电池组中每一个单体电池的容量包括：将第二单体组中的每一个单体电池恒流放电直到所述第二单体组中的每一个单体电池的开路电压降低至2.5伏；

将所述第二单体组中的每一个单体电池静置30分钟；

以1安培的电流对所述第二单体组中的每一个单体电池进行充电直到所述第二单体组中的每一个单体电池的开路电压提高至3.65伏且所述第二单体电池组的每一个单体电池的充电电流降低至0.05安培；

将所述第二单体电池组中的每一个单体电池静置30分钟；

将所述第二单体电池组中的每一个单体电池放电直到所述第二单体电池组中的每一个单体电池的开路电压降低至2.5伏，并检测所述第二单体电池组中的每一个单体电池在开路电压从3.65伏降低至2.5伏的过程中释放的电量以确定所述第二单体电池组中的每一个单体电池的容量。

9.根据权利要求1所述的配组方法，其特征在于，所述高温静置的温度的取值范围为42摄氏度至48摄氏度，所述高温静置的时间为4至6天。

说明书

用于磷酸铁锂电池的配组方法

技术领域

[0001] 本发明涉及磷酸铁锂电池领域，具体地涉及一种用于磷酸铁锂电池的配组方法。

背景技术

[0002] 锂离子动力电池的在市场投放已经很多年。事实上，国内动力电池的首批退役高峰即将到来，退役动力电池的管理和存储问题将成为电池企业的一块心病。动力电池回收再利用是动力电池产业链形成闭环的关键环节，在环境保护、资源回收和提高动力电池全寿命周期价值等方面都具有重要价值。其中动力电池回收再利用又包括了梯次利用和资源回收两个环节。关于锂电池的梯次使用：动力电池-->储能/无人物流传送机器人等-->电池的回收和资源再利用。当锂离子动力电池残余容量降低到额定容量的80％以下时便无法满足车载使用要求。退役动力电池经过测试、筛选、重组等环节，能很好的二次利用，能延长单体电池的使用寿命，保证电池企业充分盈利。

[0003] 锂离子动力电池的梯次利用和拆解回收无论谁能取得长足突破，对于我国发展新能源汽车的战略而言都是大有裨益的。本发明介绍了方型磷酸铁锂锂动力电池的梯次使用，全国还有很多企业在从事类似的工作，随着更多新模式的出现，动力电池回收也将取得更大的发展。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种用于磷酸铁锂电池的配组方法，该配组方法可以将退役的方型磷酸铁锂动力电池更好地筛选和配组。

[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种用于磷酸铁锂电池的配组方法，该配组方法包括：

[0006] 分别检测所述磷酸铁锂电池的电池箱的剩余电量；

[0007] 从所述电池箱中筛选出所述剩余电量为所述电池箱的初始电量的5％至30％的第一电池箱；

[0008] 将所述第一电池箱拆解为单体电池以组成单体电池组；

[0009] 根据第一筛选标准从所述单体电池组中筛选出第一单体电池组，其中，所述第一筛选标准包括：单体电池的外壳无损伤；

[0010] 分别检测所述第一单体电池组中的每一个单体电池的开路电压；

[0011] 根据第二筛选标准从所述第一单体电池组中筛选出第二单体电池组，其中，所述第二筛选标准包括：单体电池的开路电压大于3伏；

[0012] 分别检测所述第二单体电池组中每一个单体电池的容量；

[0013] 根据第三筛选标准从所述第二单体电池组中筛选出第三单体电池组，其中，所述第三筛选标准包括：单体电池的容量大于或等于所述磷酸铁锂电池在出厂时的初始容量的80％；

[0014] 将所述第三单体电池组的每一个单体电池分别进行高温静置，并检测单位时间内所述第三单体电池组中的每一个单体电池的开路电压的电压降；

[0015] 根据第四筛选标准从所述第三单体电池组中筛选出第四单体电池组，其中，所述第四筛选标准包括：所述电压降小于或等于0.105毫伏每小时；

[0016] 将所述第四单体电池组中的单体电池重新配组成电池箱。

[0017] 可选地，其特征在于，所述配组方法还包括：

[0018] 将未被选中的单体电池报废回收。

[0019] 可选地，所述将所述第四单体电池组中的每一个单体电池重新配组成电池箱进一步包括：

[0020] 将所述第四单体电池组中的单体电池重新打磨后再配组成电池箱。

[0021] 可选地，所述将所述第四单体电池组中的单体电池重新配组成电池箱电池箱包括：

[0022] 根据预设配组标准将所述第四单体电池组中的每一个单体电池重新配组成电池箱，其中，所述预设配组标准包括：同一个电池箱内的单体电池的电压差小于或等于10毫伏且同一个电池箱内的单体电池的内阻的差值小于或等于同一个电池箱内单体电池的内阻的平均值的0.3倍，同一电池箱内的单体电池的所述容量的差值小于或等于单体电池的额定容量的2％。

[0023] 可选地，所述第一筛选标准进一步包括：单体电池的形状未变形，单体电池的电池体未漏液和单体电池的安全阀未损坏。

[0024] 可选地，所述配组方法进一步包括：分别检测所述第一单体电池组中每一个单体电池的负极对壳体的电压，所述第二筛选标准进一步包括：所述负极对壳体的电压大于或等于2伏。

[0025] 可选地，所述配组方法进一步包括：分别检测所述第一单体电池组中的每一个单体电池的内阻，所述第二筛选标准进一步包括：所述内阻小于单体电池在出厂时的初始内阻的1.5倍。

[0026] 可选地，所述分别检测所述第二单体电池组中每一个单体电池的容量包括：

[0027] 将第二单体组中的每一个单体电池恒流放电直到所述第二单体组中的每一个单体电池的开路电压降低至2.5伏；

[0028] 将所述第二单体组中的每一个单体电池静置30分钟；

[0029] 以1安培的电流对所述第二单体组中的每一个单体电池进行充电直到所述第二单体组中的每一个单体电池的开路电压提高至3.65伏且所述第二单体电池组的每一个单体电池的充电电流降低至0.05安培；

[0030] 将所述第二单体电池组中的每一个单体电池静置30分钟；

[0031] 将所述第二单体电池组中的每一个单体电池放电直到所述第二单体电池组中的每一个单体电池的开路电压降低至2.5伏，并检测所述第二单体电池组中的每一个单体电池在开路电压从3.65伏降低至2.5伏的过程中释放的电量以确定所述第二单体电池组中的每一个单体电池的容量。

[0032] 可选地，所述高温静置的温度的取值范围为42摄氏度至48摄氏度，所述高温静置的时间为4至6天。

[0033] 通过上述技术方案，本发明提供的用于磷酸铁锂电池的配组方法通过将不符合筛选标准的退役电池(即将报废的电池)筛选出来，将符合筛选标准的电池再次配组成电池箱以继续投入使用，提高了磷酸铁锂电池的配组效率。

[0034] 本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

[0035] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0036] 图1是根据本发明的一个实施方式的用于磷酸铁锂电池的配组方法的流程图；

[0037] 图2是根据本发明的一个实施方式的用于磷酸铁锂电池的配组方法的流程图；

[0038] 图3是根据本发明的一个实施方式的用于磷酸铁锂电池的配组方法的流程图；以及

[0039] 图4是根据本发明的一个实施方式的用于磷酸铁锂电池的配组方法的流程图。

具体实施方式

[0040] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

[0041] 如图1所示是根据本发明的一个实施方式的用于磷酸铁锂电池的配组方法的流程图。在图1中，该配组方法可以包括

[0042] 在步骤S100中，分别检测磷酸铁锂电池的电池箱的剩余电量。在本发明的该实施方式中，可以是例如采用对每个电池箱进行放电的方式来检测该电池箱的剩余电量。此外，为了便于统计，该剩余电量的数值可以为该电池箱初始(可容纳)电量的百分比，例如电池箱初始电量的5％。

[0043] 在步骤S101中，从电池箱中筛选出剩余电量为该电池箱的初始电量的5％至30％的第一电池箱。在本发明的该实施方式中，该步骤可以是例如分别检测每个电池箱的剩余电量，再将剩余电量为电池箱初始电量的5％至30％的电池箱(第一电池箱)筛选出来。

[0044] 在步骤S102中，将该第一电池箱拆解为单体电池组。

[0045] 在步骤S103中，根据第一筛选标准从该单体电池组中筛选出第一单体电池组。其中，该第一筛选标准可以包括：单体电池的外壳无损伤。在本发明的该实施方式中，该第一筛选标准可以进一步包括单体电池的形状未变形，单体电池的电池体未漏液和单体电池的安全阀未损坏。

[0046] 在步骤S104中，分别检测第一单体电池组中每一个单体电池的开路电压。在本发明的该实施方式中，可以是例如工作人员采用电压表的方式分别检测该第一单体电池组中的每一个单体电池的开路电压(单体电池未负载状态下的正负极间的电压差)。

[0047] 在步骤S105中，根据第二筛选标准从第一单体电池组中筛选出第二单体电池组。其中，该第二筛选标准可以包括：单体电池的开路电压大于3伏。

[0048] 在步骤S106中，分别检测第二单体电池组中每一个单体电池的容量(最大)。在本发明的该实施方式中，可以是例如工作人员采用充放电的方式分别检测该第二单体电池组中的每一个单体电池的容量。对于检测该第二单体电池组中每一个单体电池的容量的方法，在本发明的一个示例中，可以是例如将第二单体组中的每一个单体电池恒流放电直到第二单体组中的每一个单体电池的开路电压降低至2.5伏；然后将第二单体组中的每一个单体电池静置30分钟；再以1安培的电流对第二单体组中的每一个单体电池进行充电直到第二单体组中的每一个单体电池的开路电压提高至3.65伏且第二单体电池组的每一个单体电池的充电电流降低至0.05安培；再次第二单体电池组中的每一个单体电池静置30分钟；静置之后再将第二单体电池组中的每一个单体电池放电直到第二单体电池组中的每一个单体电池的开路电压降低至2.5伏，并检测第二单体电池组中的每一个单体电池在开路电压从3.65伏降低至2.5伏的过程中释放的电量以确定第二单体电池组中的每一个单体电池的容量。更进一步地，在该示例中，在检测该容量后，也可以将该单体电池静置30分钟，在恒流充电6分钟以使得该单体电池的电量保持一致性以便于后面的筛选流程。

[0049] 在步骤S107中，根据第三筛选标准从第二单体电池组中筛选出第三单体电池组。其中，该第三筛选标准可以包括：单体电池的容量大于或等于磷酸铁锂电池在出厂时的初始容量的80％。

[0050] 在步骤S108中，将第三单体电池组中的每一个单体电池分别进行高温静置，并检测单位时间内该第三单体电池组中的每一个单体电池的开路电压的电压降。在本发明的该实施方式中，该高温静置的温度的取值范围可以是例如42摄氏度至48摄氏度，该高温静置的静置时间可以是例如4天至6天。检测每一个单体电池的开路电压的电压降的方式可以是例如每隔预定的时间周期(例如1小时)检测该每一个单体电池的开路电压。

[0051] 在步骤S109中，根据第四筛选标准从第三单体电池组中筛选出第四单体电池组。其中，该第四筛选标准可以包括：该电压降小于或等于0.105毫伏每小时。

[0052] 在步骤S110中，将筛选出的第四单体电池组的单体电池重新配组成电池箱以再次投入使用。在本发明的一个示例中，将该第四单体电池组重新配组成电池箱的配组标准可以是例如同一个电池箱内的单体电池的电压差小于或等于10毫伏且同一个电池箱内的单体电池的内阻的差值小于或等于同一个电池箱内单体电池的内阻的平均值的0.3倍，同一电池箱内的单体电池的容量的差值小于或等于单体电池的额定容量的2％。进一步地，在将该第四单体电池组的单体电池配组之前，可以先将该第四单体电池组的单体电池进行分别打磨，避免由于电池正负极上的金属锈迹导致配组后的电池箱内阻过大。

[0053] 如图2所示是根据本发明的一个实施方式的用于磷酸铁锂电池的配组方法的流程图。与图1中示出的用于磷酸铁锂电池的配组方法的不同之处在于，图2中示出的配组方法进一步包括：

[0054] 在步骤S211中，将未被选中的单体电池报废回收。由于电池箱中的电池多为串联使用，在这样的使用条件下，当该电池箱中的一个单体电池的内阻过大时，会同时影响电池箱的内阻，从而降低了电池箱的电力转化效率。通过淘汰不符合筛选标准的电池，可以避免这样一问题发生。

[0055] 如图3所示是根据本发明的一个实施方式的用于磷酸铁锂电池的配组方法的流程图。与图1中示出的用于磷酸铁锂电池的配组方法的不同之处在于，图2中示出的配组方法进一步包括：

[0056] 在步骤S305中，分别检测第一单体电池组中的每一个单体电池的负极对壳体(该单体电池的负极与该单体电池的壳体之间的电压差)的电压。在本发明的一个示例中，该步骤可以是例如采用电压表检测的方式来实现。

[0057] 此外，在该实施方式中，该第二筛选标准可以进一步包括：单体电池的负极对壳体的电压大于或等于2伏(V)。

[0058] 如图4所示是根据本发明的一个实施方式的用于磷酸铁锂电池的配组方法的流程图。与图3中示出的用于磷酸铁锂电池的配组方法的不同之处在于，图4中示出的配组方法进一步包括：

[0059] 在步骤S406中，分别检测该第一单体电池组中的每一个单体电池的内阻。

[0060] 此外，在该实施方式中，该第二筛选标准可以进一步包括：单体电池的内阻小于或等于该磷酸铁锂电池在出厂时的初始内阻的1.5倍。

[0061] 以回收的退役方型磷酸铁锂电池为例：在该电池回收时，各个电池箱的电量均约为13％。每个电池箱中的单体电池的数量为20个，每个单体电池的额定容量80Ah。根据上述方法，首先对电池箱进行拆解，并通过观察的方式挑选出符合第一筛选标准的电池，当单体电池出现鼓胀、漏液等情况时，剔除该单体电池；当单体电池的外观完好时，记为“OK”。接着将电池箱体、连接片、连接线、中框、保护板等配件进行分类放置，评估后状态后进行再次使用。将符合第一筛选标准的电池进行开路电压、负极对壳体的电压、内阻测量并根据第二筛选标准进行筛选；然后将符合第二筛选标准的电池进行容量测试，该容量测试的具体步骤可以是例如上述方法，此处不再赘述。随后将该符合第三筛选标准的电池进行高温45℃静置120h，测量高温静置前的开路电压与高温搁置后的开路电压，并计算K值(电压降)。在本发明的一个示例中，该K值＝(高温静置前的开路电压-高温搁置后的开路电压)/高温搁置时间(h)。从该高温静置的单体电池中筛选出符合第四筛选标准的单体电池。最后将挑选出来的电池参与配组。

[0062] 表(1)

[0063]

[0064]

[0065] 如表(1)中所示，电池编号为2和5的磷酸铁锂电池(以下简称为电池)不符合第一筛选标准，因此可以废弃。电池编号为7的电池的内阻为1.92毫欧(mΩ)，不符合第二筛选标准，因此可以废弃。电池编号为13的电池的开路电压小于2V，因此不符合第三筛选标准。电池编号为18的电池的K值大于0.105mV/h，因此不符合第四筛选标准。

[0066] 所以，经过上述方法筛选出的电池可以为例如下表(2)所示。

[0067]

[0068]

[0069] 在表(2)中，1至20号的电池的平均内阻为1.403mΩ，上述方法中要求同一电池箱中的电池的内阻需要小于电池在出厂时的初始内阻的0.3倍，计算得知1至20号电池的平均内阻为0.4209mΩ，可以看出满足配组标准。

[0070] 此外，同一电池箱中的电池还需要满足参与配组电池的容量≤2％单体电池的额定容量的条件，使得配组最优化，经过计算的得知，电池编号为20号的电池不满足这一条件，因此可以去除编号为20的电池，其余电池均符合容量差值≤2％单体电池的额定容量这一条件。。

[0071] 参与配组电池高温后的电压差≤10mV，除去编号20的其余电池均符合这一要求。

[0072] 故，经本发明公开的方法挑选出来的能配组至同一电池箱的电池的编号为1、3、4、6、8、9、10、11、12、15、16、17和19。

[0073] 通过上述技术方案，本发明提供的用于磷酸铁锂电池的配组方法通过将不符合筛选标准的退役电池(即将报废的电池)筛选出来，将符合筛选标准的电池再次配组成电池箱以继续投入使用，提高了磷酸铁锂电池的配组效率。此外，经过该配组方法配组的电池箱的单体电池性能可靠，电池组一致性好，在某种程度上即解决了电动汽车高成本的难题，也为电池生产企业提高经济效益，也为通讯基站类企业省下了储能电池的采购成本。

[0074] 以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明并不限于上述可选实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

[0075] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

[0076] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。