一種電動(dòng)汽車(chē)退役電池重組分選方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)退役電池重組分選方法，包括如下步驟：1）退役電池外觀的分選：依據(jù)確定的退役電池的殼體、安全閥和極耳的外觀標(biāo)準(zhǔn)分選，判斷并確定其能否進(jìn)入重組分選流程；2）退役電池歷史信息的分選：采集退役電池的生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)批次、使用年限、電池類(lèi)型和電極體系制造使用的信息，進(jìn)行初步分選；3）退役電池外特性指標(biāo)的分選：對(duì)經(jīng)過(guò)了初步分選的單體退役電池進(jìn)行外特性指標(biāo)的分選，外特性指標(biāo)包括常溫3h放電容量、電池內(nèi)阻和電池k值，再依據(jù)確定的外特性指標(biāo)的分選標(biāo)準(zhǔn)對(duì)退役電池進(jìn)行重組。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，統(tǒng)籌和系統(tǒng)考慮退役電池歷史信息和現(xiàn)有性能指標(biāo)，其方法合理，簡(jiǎn)單實(shí)用，為退役電池的再利用提供了有效的途徑和方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電動(dòng)汽車(chē)退役電池重組分選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于蓄電池領(lǐng)域，具體涉及一種電動(dòng)汽車(chē)退役電池重組分選方法。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車(chē)的核心部件，在其容量下降到一定程度后為保證電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程和行駛安全性，對(duì)于容量下降不能滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)行駛要求的動(dòng)力電池必須進(jìn)行更換，這些被更下來(lái)的動(dòng)力電池歸屬于退役電池的范疇。這些被更下來(lái)的動(dòng)力電池成為退役電池后雖不能滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)行駛需求，但是其還具有80%左右的剩余能量。如何利用這類(lèi)退役電池的剩余能量，是科技人員面臨的研究課題。 申請(qǐng)人:認(rèn)為:通過(guò)對(duì)退役電池進(jìn)行合適的篩選和處理，給退役電池的再生利用創(chuàng)造了條件，從而為有效利用這類(lèi)退役電池的剩余能量提供了一條可行的途徑。經(jīng)過(guò)重組分選的退役電池可以應(yīng)用于可再生能源發(fā)電，還可以用于平滑電網(wǎng)輸出、削峰填谷方面，由此可知，退役電池的再生利用在有計(jì)劃發(fā)電及備用電源等儲(chǔ)能領(lǐng)域具有較大的市場(chǎng)空間和潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。據(jù) 申請(qǐng)人:所知，目前科技人員正在研究和探尋對(duì)電動(dòng)汽車(chē)退役電池進(jìn)行再生利用的有效途徑和方法。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)(申請(qǐng)?zhí)?201110410608.8)公開(kāi)的《一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池梯次利用的分級(jí)方法》，其所述的分級(jí)方法包括如下步驟:(I)對(duì)梯次利用動(dòng)力電池進(jìn)行外特性分析，判斷動(dòng)力電池是否可以進(jìn)行梯次利用；(2)對(duì)于能梯次利用的電池，根據(jù)其外特性參數(shù)進(jìn)行初步分級(jí)，然后對(duì)每一級(jí)別的電池進(jìn)行抽樣內(nèi)特性分析；(3)在內(nèi)外特性分析的基礎(chǔ)上，建立內(nèi)外特性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并對(duì)電池的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估；(4)將電池健康狀態(tài)評(píng)估結(jié)果與電池的使用條件相結(jié)合，對(duì)梯次利用動(dòng)力電池進(jìn)行分級(jí)。 申請(qǐng)人:在認(rèn)真地研究了該專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)的《一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池梯次利用的分級(jí)方法》技術(shù)內(nèi)容后發(fā)現(xiàn):該發(fā)明只是在基于單體退役電池內(nèi)外特性研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的分選，其中沒(méi)有涉及到退役儲(chǔ)能電池模塊重組方面技術(shù)的探討。據(jù) 申請(qǐng)人:所知，目前尚無(wú)退役儲(chǔ)能電池模塊重組的相關(guān)技術(shù)的報(bào)道。雖然，單體退役電池的分選能夠?qū)⒁恢滦院玫膯误w退役電池篩選出來(lái)并進(jìn)行配組，但這只是對(duì)退役動(dòng)力電池進(jìn)行梯次利用的一個(gè)基礎(chǔ)，而在此基礎(chǔ)上，如果能夠針對(duì)退役儲(chǔ)能電池模塊再采取進(jìn)一步的分選重組的工作，則有可能更有效地提高模塊之間的一致性、以及儲(chǔ)能系統(tǒng)整體的安全性和使用壽命。 申請(qǐng)人:認(rèn)為:中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)(申請(qǐng)?zhí)?201110410608.8)公開(kāi)的《一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池梯次利用的分級(jí)方法》針對(duì)動(dòng)力電池內(nèi)特性的分析不具有實(shí)際操作性，同時(shí)沒(méi)有充分考慮梯次利用動(dòng)力電池的歷史信息狀態(tài)，比如電極體系、生產(chǎn)批次、使用年限等。因此，該方法在實(shí)際運(yùn)用中還是受到多方因素的局限。其產(chǎn)生的實(shí)效也不會(huì)太理想，因而需要加以改進(jìn)和完善
。本發(fā)明的目的是，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，進(jìn)行改進(jìn)，提出并研究一種電動(dòng)汽車(chē)退役電池重組分選方法。本發(fā)明通過(guò)對(duì)退役電池的外觀、歷史信息及性能指標(biāo)進(jìn)行分選，實(shí)現(xiàn)對(duì)退役電池的重組，從而將一致性好、符合分選標(biāo)準(zhǔn)的退役電池重新利用。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，對(duì)退役電池的重組采用分選方法，其特征在于，所述的分選方法包括如下步驟:1)退役電池外觀的分選:依據(jù)確定的退役電池的殼體、安全閥和極耳的外觀標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分選，判斷并確定其能否進(jìn)入重組分選流程； 2)退役電池歷史信息的分選:采集退役電池的生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)批次、使用年限、電池類(lèi)型和電極體系制造使用的相關(guān)信息，進(jìn)行初步分選；
3)退役電池外特性指標(biāo)的分選:對(duì)經(jīng)過(guò)了初步分選的單體退役電池進(jìn)行外特性指標(biāo)的分選，再依據(jù)確定的外特性指標(biāo)的分選標(biāo)準(zhǔn)對(duì)退役電池進(jìn)行重組；外特性指標(biāo)包括常溫3h放電容量、電池內(nèi)阻和電池k值(AOCV/ΛΤ)。
[0005]其特征在于，在所述的步驟I)中，確定的退役電池的殼體、安全閥和極耳的外觀標(biāo)準(zhǔn)為:殼體無(wú)漏液、無(wú)氣脹、無(wú)破損、無(wú)裂紋、無(wú)變形和無(wú)腐蝕；極耳無(wú)破損、無(wú)污潰、無(wú)腐蝕、無(wú)明顯氧化痕跡、干燥和標(biāo)志清晰正確；安全閥無(wú)破損和無(wú)腐蝕。
[0006]其特征在于，在所述步驟2)中，歷史信息的分選標(biāo)準(zhǔn)為:
Cl)電池使用年限<8年；
(2)電池生產(chǎn)批次間隔<I個(gè)月；
(3)參與重組的退役電池必須為同一生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)，相同的電池類(lèi)型且采用相同的電極體系。
[0007]其特征在于，所述的相同的電極體系是指退役電池使用的相同廠家相同型號(hào)的正負(fù)極材料、隔膜及電解液，相同的電池類(lèi)型是指參與重組的退役電池均為倍率型電池或均為能量型電池，倍率型電池和能量型電池不能混配。
[0008]其特征在于，在所述步驟3)中，外特性指標(biāo)的分選標(biāo)準(zhǔn)為:
(1)退役電池常溫3h放電容量>標(biāo)稱(chēng)容量的60%，且同一組退役電池中3h最大放電容量與最小容量間的差值<標(biāo)稱(chēng)容量的2% ；
(2)退役電池內(nèi)阻<初始電池內(nèi)阻的1.5倍，且同一組退役電池中最大內(nèi)阻與最小內(nèi)阻的相差值≤IM Ω ；
(3)電池k 值(Λ OCV/AT) ( 0.15mV/h0
[0009]本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于:通過(guò)對(duì)退役電池的外觀、退役電池的歷史信息及退役電池的性能指標(biāo)的分選，確定適合的分選標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格把關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)退役電池的重組，從而能夠使得一致性好、符合分選標(biāo)準(zhǔn)的退役電池得到重新利用。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，方法合理，設(shè)計(jì)周全。對(duì)退役電池的重組所采用的分選方法，能夠統(tǒng)籌和系統(tǒng)地考慮退役電池歷史信息(包括電極體系、電池類(lèi)型、生產(chǎn)批次和使用年限等)以及現(xiàn)有性能指標(biāo)(包括容量、電池內(nèi)阻和電池k值等)，本發(fā)明具有簡(jiǎn)單、實(shí)用和便于實(shí)施的特點(diǎn)，能夠很好地實(shí)現(xiàn)將符合分選標(biāo)準(zhǔn)且一致性好的退役電池有效重組再利用，為退役電池進(jìn)行再生利用的提供了一種有效的方法和途徑。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1、本發(fā)明具體實(shí)施的流程方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面，根據(jù)附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，采用重組分選方法，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的退役電池進(jìn)行重組分選。所述重組分選方法包括如下步驟:
1)退役電池外觀分選。依據(jù)確定的退役電池的殼體、安全閥和極耳的外觀標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分選，判斷其能否進(jìn)入重組分選流程；
2)退役電池歷史信息分選。采集退役電池生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)批次、使用年限、電池類(lèi)型和電極體系的制造使用的相關(guān)信息，并對(duì)其進(jìn)行初步分選；
3)退役電池外特性指標(biāo)分選。對(duì)經(jīng)過(guò)了初步分選的單體退役電池進(jìn)行外特性指標(biāo)的分選，再依據(jù)確定的外特性指標(biāo)的分選標(biāo)準(zhǔn)對(duì)退役電池進(jìn)行重組。外特性指標(biāo)包括常溫3h率放電容量、電池內(nèi)阻和電池k值(Λ OCV/AT)。
[0014]針對(duì)退役電池外觀進(jìn)行分選是重組流程的第一步，一定要認(rèn)真把關(guān)，其分選標(biāo)準(zhǔn)要求退役電池的殼體無(wú)漏液、無(wú)氣脹、無(wú)破損、無(wú)裂紋、無(wú)變形和無(wú)腐蝕；極耳無(wú)破損、無(wú)污潰、無(wú)腐蝕、無(wú)明顯氧化痕跡、干燥和標(biāo)志清晰正確；安全閥無(wú)破損和無(wú)腐蝕。凡是出現(xiàn)與上述的分選標(biāo)準(zhǔn)不符的退役電池將直接排除出重組分選流程。
[0015]將符合外觀分選標(biāo)準(zhǔn)的退役電池進(jìn)行歷史信息分選。具體步驟如下:
Ca)排除使用年限超過(guò)8年的退役電池；
(b)將步驟(a)中分選后剩余的退役電池按照不同生產(chǎn)廠家進(jìn)行分選，同一生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的退役電池劃分為同一組；
(c)將步驟(b)中同一組的退役電池依據(jù)能量型電池和倍率型電池分為不同的二組；
(d)將步驟(C)中同一組的退役電池依據(jù)電極類(lèi)型(采用相同廠家生產(chǎn)的相同正負(fù)極材料、隔膜及電解液的劃分為一組)以及生產(chǎn)批次間隔(< I個(gè)月)劃分為若干組，記其中一組為A組。
[0016]以A組退役電池開(kāi)展重組流程為例，將經(jīng)過(guò)歷史信息分選的A組退役電池進(jìn)行特性指標(biāo)分選。
[0017]常溫3h放電容量測(cè)試流程設(shè)置如下:
Ca)退役電池在20°C ±5°C條件下以II3 (A)恒流充電，至退役電池電壓達(dá)3.5V時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.1I3時(shí)停止充電。充電后靜置Ih ；
需要說(shuō)明的是=I3指3小時(shí)率電流，即電池3小時(shí)放完電所需的電流大小，同理，0.1I3為3小時(shí)率電流的十分之一。
[0018](b)退役電池在20°C ±5°C下以II3(A)電流放電，直到放電終止電壓2.8V ；
(C)退役電池按(a) — (b)步驟連續(xù)重復(fù)5次；
(d)退役電池3h率放電容量取上述5次循環(huán)放電容量的平均值；
電池k值即開(kāi)路電壓壓降與靜置時(shí)間的比值，表示為Λ OCV/ Δ T0
[0019]電池k值(Λ OCV/ Δ Τ)測(cè)試流程設(shè)置如下:
a)在20°C ±5°C條件下，退役電池以II3OV)電流放電，至退役電池電壓達(dá)到2.8V時(shí)停止放電，靜置lh，然后在20°C ±5°C條件下以II3 (A)恒流充電，至單體退役電池電壓達(dá)
3.5V時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.1I3時(shí)停止充電；充電后靜置Id (即I天)；記錄開(kāi)路電壓OCVl。
[0020]b)退役電池在20°C ±5°C下儲(chǔ)存28d (即28天)；記錄0CV2。
[0021]c)計(jì)算電池 k= (0CVl-0CV2)/ATo
[0022]將A組退役電池3h放電容量、內(nèi)阻及電池k值(Λ OCV/AT)按照指標(biāo)分選標(biāo)準(zhǔn)(退役電池常溫3h率放電容量>標(biāo)稱(chēng)容量的60%，且3h最大放電容量與最小容量間的差值<標(biāo)稱(chēng)容量的2%;退役電池內(nèi)阻≤初始內(nèi)阻的1.5倍，且最大電池內(nèi)阻與最小電池內(nèi)阻的相差值≤ImΩ ;電池k值(AOCV/ΛΤ)≤0.15mV/h ;)進(jìn)行分檔、重組。
[0023]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車(chē)退役電池重組分選方法，對(duì)退役電池的重組采用分選方法，其特征在于，所述的分選方法包括如下步驟: 1)退役電池外觀的分選:依據(jù)確定的退役電池的殼體、安全閥和極耳的外觀標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分選，判斷并確定其能否進(jìn)入重組分選流程； 2)退役電池歷史信息的分選:采集退役電池的生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)批次、使用年限、電池類(lèi)型和電極體系制造使用的相關(guān)信息，進(jìn)行初步分選； 3)退役電池外特性指標(biāo)的分選:對(duì)經(jīng)過(guò)了初步分選的單體退役電池進(jìn)行外特性指標(biāo)的分選，再依據(jù)確定的外特性指標(biāo)的分選標(biāo)準(zhǔn)對(duì)退役電池進(jìn)行重組；外特性指標(biāo)包括常溫3h放電容量、電池內(nèi)阻和電池k值(Λ OCV/AT)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車(chē)退役電池重組分選方法，其特征在于，在所述的步驟I)中，確定的退役電池的殼體、安全閥和極耳的外觀標(biāo)準(zhǔn)為:殼體無(wú)漏液、無(wú)氣脹、無(wú)破損、無(wú)裂紋、無(wú)變形和無(wú)腐蝕；極耳無(wú)破損、無(wú)污潰、無(wú)腐蝕、無(wú)明顯氧化痕跡、干燥和標(biāo)志清晰正確；安全閥無(wú)破損和無(wú)腐蝕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車(chē)退役電池重組分選方法，其特征在于，在所述步驟2)中，歷史信息的分選標(biāo)準(zhǔn)為: (1)電池使用年限<8年； (2)電池生產(chǎn)批次間隔<I個(gè)月； (3)參與重組的退役電 池必須為同一生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)，相同的電池類(lèi)型且采用相同的電極體系。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)汽車(chē)退役電池重組分選方法，其特征在于，所述的相同的電極體系是指退役電池使用的相同廠家相同型號(hào)的正負(fù)極材料、隔膜及電解液，相同的電池類(lèi)型是指參與重組的退役電池均為倍率型電池或均為能量型電池，倍率型電池和能量型電池不能混配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車(chē)退役電池重組分選方法，其特征在于，在所述步驟3)中，外特性指標(biāo)的分選標(biāo)準(zhǔn)為: (1)退役電池常溫3h放電容量>標(biāo)稱(chēng)容量的60%，且同一組退役電池中3h最大放電容量與最小容量間的差值<標(biāo)稱(chēng)容量的2% ； (2)退役電池內(nèi)阻<初始電池內(nèi)阻的1.5倍，且同一組退役電池中最大內(nèi)阻與最小內(nèi)阻的相差值≤IM Ω ； (3)電池k 值(Λ OCV/AT) ( 0.15mV/h0
【文檔編號(hào)】H01M10/42GK103560277SQ201310438025
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】李?lèi)?ài)魁, 馬軍, 杜濤, 郝彰翔, 劉飛 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司