本發(fā)明屬于電池分選配組領(lǐng)域，具體涉及一種鋅銀動(dòng)力電池分選方法。

背景技術(shù)：

由于鋅銀電池具有可靠的安全性，它經(jīng)常被用于航天設(shè)備和潛海設(shè)備的主要能量源，但是限于單體電池的容量、電壓、能量有限等原因，必須通過串并聯(lián)成組之后，才能達(dá)到供能應(yīng)用的電壓等級(jí)、能量等級(jí)和功率等級(jí)的要求。成組電池的數(shù)量與單體電池的規(guī)格、供能應(yīng)用需求直接相關(guān)。但是由于電池單體之間的一致性差異導(dǎo)致電池成組之后的整體性能受制于性能最差的單體電池，尤其是使用壽命更是明顯低于電池單體的使用壽命，這種情況使鋅銀電池的供能應(yīng)用大打折扣，既限制了電池性能的發(fā)揮，又提高了電池應(yīng)用設(shè)備的故障率。

針對(duì)這種情況，出現(xiàn)了電池分選技術(shù)，即在電池成組之前，通過技術(shù)手段從眾多電池中篩選出一致性接近的單體電池，排除差異較大的電池單體，降低“木桶效應(yīng)”的不良影響，通過分選技術(shù)篩選電池后進(jìn)行配組，提高電池組的整體性能并延長(zhǎng)使用壽命。

然而，目前傳統(tǒng)的分選技術(shù)大多是以單體電池的容量、電壓、內(nèi)阻等外特性參數(shù)為指標(biāo)進(jìn)行篩選，其特點(diǎn)是篩選時(shí)間短，效率高，可迅速完成分選，其缺點(diǎn)是以這些外特性參數(shù)為指標(biāo)篩選出的單體電池往往是只能保證這些指標(biāo)的一致性，無法反映出電池內(nèi)部特征的一致性。由于鋅銀電池的充電內(nèi)阻較大，如果按照HPPC工藝進(jìn)行直流內(nèi)阻測(cè)量時(shí)，大電流的充電脈沖會(huì)導(dǎo)致電池過壓保護(hù)，因此，在對(duì)鋅銀電池進(jìn)行內(nèi)阻測(cè)試時(shí)，應(yīng)該選擇高頻、幅值小的交流電測(cè)試其交流內(nèi)阻。另外，鋅銀電池具有兩個(gè)充電電壓平臺(tái)，不同鋅銀電池間的兩個(gè)電壓平臺(tái)差異很小，很難進(jìn)行區(qū)分，在這種情況下，常規(guī)的分選方法也就失去了意義。

對(duì)于鋅銀電池，充放電過程是分階段進(jìn)行的。充電階段，出現(xiàn)了兩個(gè)電壓平臺(tái)期分別為1.65V和1.95V，對(duì)應(yīng)著電池正極氧化的兩個(gè)階段，在兩個(gè)平臺(tái)期的過渡階段出現(xiàn)了電壓尖峰，這是由于電極周圍的高阻抗的Ag₂O造成的。電壓尖峰的上升階段對(duì)應(yīng)著高阻抗的Ag₂O的完全形成，電壓尖峰的下降階段對(duì)應(yīng)著低阻抗的AgO開始形成。充電結(jié)束時(shí)的電壓突然升高，是由于水開始電解的原因。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決不同鋅銀電池間的兩個(gè)電壓平臺(tái)差異很小，很難進(jìn)行區(qū)分的問題，提出了一種鋅銀動(dòng)力電池分選方法。

本發(fā)明所述的一種鋅銀動(dòng)力電池分選方法，該方法的具體步驟為：

步驟一、對(duì)n個(gè)鋅銀電池單體分別進(jìn)行充電測(cè)試，n個(gè)鋅銀電池單體的充電截至電壓相同，并將充電后的n個(gè)電池靜置a小時(shí)，記錄n個(gè)鋅銀電池的電壓值，保留電壓值滿足大于或等于V1小于或等于V2的電池單體，完成第一次篩選；其中，n為大于10的整數(shù)，a、V1和V2均為正數(shù)，且V1＜V2；

步驟二、對(duì)所有完成第一次篩選的鋅銀電池單體分別進(jìn)行交流內(nèi)阻測(cè)試，保留內(nèi)阻值滿足大于或等于R1小于或等于R2的電池單體，完成第二次篩選；R1、R2均為正數(shù)，且R1＜R2；

步驟三、對(duì)完成第二次篩選的鋅銀電池進(jìn)行小倍率電流充放電測(cè)試，繪制每個(gè)鋅銀電池的充電時(shí)間與充電電壓變化曲線，提取每個(gè)鋅銀電池的充電時(shí)間與充電電壓變化曲線兩段電壓變化范圍小于m的曲線之間過度時(shí)間段內(nèi)電壓上升尖峰處的坐標(biāo)，并利用所述的電壓尖峰處的坐標(biāo)作為特征點(diǎn)進(jìn)行聚類分析，對(duì)完成第二次篩選的電池進(jìn)行聚類分組，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋅銀動(dòng)力電池分選，其中m為0.1V。

本發(fā)明不僅從電池電壓、交流內(nèi)阻等外部特征對(duì)電池進(jìn)行分選，還將鋅銀電池的兩個(gè)充電電壓平臺(tái)間過度時(shí)期電壓尖峰處的坐標(biāo)作為特征點(diǎn)進(jìn)行聚類分析，從電池的電化學(xué)內(nèi)部特性對(duì)電池進(jìn)行分選，分選出的單體電池組成的電池組能夠在充放電循環(huán)100次后，電池組的容量衰退小于8％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述方法的流程圖；

圖2為具體實(shí)施方式一所述的充電時(shí)間與充電電壓變化曲線圖；圖中，虛線為時(shí)間電流曲線，實(shí)線為時(shí)間電壓曲線。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

具體實(shí)施方式一、結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種鋅銀動(dòng)力電池分選方法，該方法的具體步驟為：

步驟一、對(duì)n個(gè)鋅銀電池單體分別進(jìn)行充電測(cè)試，n個(gè)鋅銀電池單體的充電截至電壓相同，并將充電后的n個(gè)電池靜置a小時(shí)，記錄n個(gè)鋅銀電池的電壓值，保留電壓值滿足大于或等于V1小于或等于V2的電池單體，完成第一次篩選；其中，n為大于10的整數(shù)，a、V1和V2均為正數(shù)，且V1＜V2；

步驟二、對(duì)所有完成第一次篩選的鋅銀電池單體分別進(jìn)行交流內(nèi)阻測(cè)試，保留內(nèi)阻值滿足大于或等于R1小于或等于R2的電池單體，完成第二次篩選；R1、R2均為正數(shù)，且R1＜R2；

步驟三、對(duì)完成第二次篩選的鋅銀電池進(jìn)行小倍率電流充放電測(cè)試，繪制每個(gè)鋅銀電池的充電時(shí)間與充電電壓變化曲線，提取每個(gè)鋅銀電池的充電時(shí)間與充電電壓變化曲線兩段電壓變化范圍小于m的曲線之間過度時(shí)間段內(nèi)電壓上升尖峰處的坐標(biāo)，并利用所述的電壓尖峰處的坐標(biāo)作為特征點(diǎn)進(jìn)行聚類分析，對(duì)完成第二次篩選的電池進(jìn)行聚類分組，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋅銀動(dòng)力電池分選，其中m為0.1V。

本發(fā)明結(jié)合電池的外部特性和內(nèi)部特性，既通過電池的電壓和交流內(nèi)阻進(jìn)行分選配組，又將每個(gè)鋅銀電池的充電時(shí)間與充電電壓變化曲線兩段電壓變化范圍小于m的曲線之間過度時(shí)間段內(nèi)電壓上升尖峰處的坐標(biāo)作為特征點(diǎn)，利用聚類算法對(duì)第二階系各組內(nèi)的待測(cè)單體電池進(jìn)行分組，根據(jù)聚類結(jié)果，形成第三階系，從電池的電化學(xué)內(nèi)部特性對(duì)電池進(jìn)行分選配組。

具體實(shí)施方式二、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種鋅銀動(dòng)力電池分選方法的進(jìn)一步說明，步驟一中的a＝2。

具體實(shí)施方式三、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種鋅銀動(dòng)力電池分選方法的進(jìn)一步說明，步驟一中電池單體的充電截至電壓為2.05V。

具體實(shí)施方式四、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種鋅銀動(dòng)力電池分選方法的進(jìn)一步說明，步驟三所述對(duì)完成第二次篩選的電池進(jìn)行小倍率電流充放電測(cè)試的電流倍率為0.1C，C是單位，量綱為1/h,即小時(shí)的倒數(shù)。

具體實(shí)施方式五、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種鋅銀動(dòng)力電池分選方法的進(jìn)一步說明，步驟一中所述的V1和V2的計(jì)算方法為：對(duì)n個(gè)電池單體靜止a小時(shí)后的電壓值求平均值V0，計(jì)算所述平均值的η％，V1＝V0-η％V0，V2＝V0+η％V0，其中，3≤η≤5。

具體實(shí)施方式六、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種鋅銀動(dòng)力電池分選方法的進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，步驟二所述對(duì)完成第一次篩選的電池單體分別進(jìn)行交流內(nèi)阻測(cè)試的電壓的頻率為1kHz,幅值為5mV。

具體實(shí)施方式七、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種鋅銀動(dòng)力電池分選方法的進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，內(nèi)阻閾值R1和內(nèi)阻閾值R2的計(jì)算方法為：對(duì)所有完成第一次篩選的電池單體的阻值求平均值R0，計(jì)算所述阻值求平均值R0的θ％，R1＝R0-θ％R0，R2＝R0+θ％R0，其中，4≤θ≤7。

具體實(shí)施方式八、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種鋅銀動(dòng)力電池分選方法的進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，步驟四所述的聚類算法為：K均值算法，利用層次方法的平衡迭代規(guī)約和聚類算法或K中心聚類算法。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。