[发明专利]一种通过交流阻抗测试快速检测电池一致性的方法

说明书

本发明公开了一种通过交流阻抗测试快速检测电池一致性的方法，其包括如下步骤:(1)准备十颗以上同种型号、同种牌号的电池，进行平行样测试；(2)将达到规定电压或者容量的电池进行交流阻抗的测试；(3)采用直流放电法测试方法来测试电池的直流内阻；(4)最后，根据根据电池交流阻抗的平行样数据采集和直流内阻阻值大小计算进行数据处理，分析Nyquist图谱的重合图，综合评价电池的一致性好坏。本发明通过交流阻抗测试，可以得到欧姆内阻、电荷转移内阻以及扩散内阻等主要内阻的情况，其中欧姆内阻也包括电极极片内阻、制成内阻由于工艺所造成的内阻，分别对比上述内阻情况，可得到一致性的统计数据进行参考。

技术领域

本发明涉及电池测量领域，具体涉及一种通过交流阻抗测试快速检测电池一致性的方法。

背景技术

锂离子电池目前在新能源汽车、智能电网等大规模应用情况在逐年情况，但目前电池参数的不一致性是影响电池组使用寿命的关键因素，虽然热管理水平的提升在某种程度上保证了电池组的安全运行，但对于提升电池的一致性水平仍然是大规模使用锂电池的重要技术影响因素。不仅在新能源汽车、储能系统中，其他3C产品、单体电池的一致性也非常重要，数据的一致性对于分析问题、改进实验、产品提升都具有非常重要的意义。

一致性是电池众多性能的表现形式之一，动力电池的一致性主要是指同一规格型号的单体电池组组成电池组后，其电压、荷电量、容量及其衰减率、内阻及其变化率、寿命、温度影响、自放电率等参数存在一定的差别。根据不一致性的原因以及电池性能的影响方式，可以把电池分为容量一致性、内阻一致性和电压一致性。

为了评价内阻一致性和电压的一致性，其内阻和电压的测定通过电化学工作的交流阻抗测试来实现。交流阻抗是一种相对较新而非常迅速的技术，基本原理是给电化学系统施加一个频率不同的小振幅的交流正弦电势波，交流电势与电流的信号的比值会随着正弦频率的变化，电化学体系输出的电流、电势信号经过转换，再利用频谱分析仪，输出阻抗及其模量，通过正弦波的频率，可以获得一些不同频率下的阻抗、阻抗的模量和相位角等，得出的数据可以进行内阻、一致性分析。所以，交流阻抗技术可以很好用于反馈电池的性能，挖掘原因，改进电池各方面的工艺、性能等。

发明内容

本发明为了解决上述问题，从而提供一种通过交流阻抗测试快速检测电池一致性的方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种通过交流阻抗测试快速检测电池一致性的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)准备十颗以上同种型号、同种牌号的电池，进行平行样测试：使用充放电测试柜对这些电池进行充放电，首先在一定电流下恒流放电完全清空电池电量，以电压为截止条件；然后调节电池充放电测试的环境温度，电池以0.05C 的倍率小电流进行恒流恒压的充电模式，当达到电压或者容量的上限时设置截止，然后静置一段时间；

(2)将达到规定电压或者容量的电池进行交流阻抗的测试：首先调节测试的环境温度，然后根据电池的型号、状态、体系搭配合适的电池负载装置，然后使用普林斯顿电化学工作站的软件设置负载的上限频率为100KHz或 10KHz以及下限频率为0.01Hz，然后基于交流阻抗的原则并根据电池的型号选择模式为电压扰动或者电流扰动，最后再进行交流阻抗测试，测试完成后根据电池交流阻抗的测试结果，记录在特征频率10KHz、1KHz、100Hz和1Hz 下的实际阻抗值大小，然后静置一段时间；

(3)进一步验证可靠性，将达到规定电压或者容量的电池再采用直流放电法测试方法来测试电池的直流内阻；

(4)最后，根据交流阻抗测试得到的阻抗值大小和直流放电法测试到的直流内阻阻值进行数据处理：将交流阻抗的数据，横坐标设置为实部数值，纵坐标设置为虚部数值，然后利用Excel或是Origin做成Nyquist图谱，

然后分析Nyquist图谱的重合性并分析阻抗值大小，除此之外再统计出直流内阻阻值，