二次電池不同荷電狀態(tài)下直流內(nèi)阻的測試方法
【專利摘要】一種二次電池不同荷電狀態(tài)下直流內(nèi)阻的測試方法，在常溫環(huán)境下，首先將待測電池充滿電，使用標(biāo)準(zhǔn)放電電流放電，測得待測電池的標(biāo)準(zhǔn)放電容量；接著將待測電池充滿電后，使用若干種與標(biāo)準(zhǔn)放電電流不同的放電電流放電，分別每隔一定時間記錄放電過程中相應(yīng)的電池電壓、電池放電容量；以待測試電池的標(biāo)準(zhǔn)放電容量為基準(zhǔn)來測算待測試電池不同荷電狀態(tài)下對應(yīng)的電池放電容量，在上述數(shù)據(jù)中找出同一荷電狀態(tài)下對應(yīng)的電池放電容量在不同放電電流下的電池電壓，并將同一荷電狀態(tài)下的放電電流、放電電壓擬合成直線，直線的斜率即為該荷電狀態(tài)下的直流內(nèi)阻。本發(fā)明方法操作簡單，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，有利于了解電池在不同荷電狀態(tài)下的直流內(nèi)阻。
【專利說明】二次電池不同荷電狀態(tài)下直流內(nèi)阻的測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及二次電池直流內(nèi)阻的測試方法，特別涉及二次電池不同荷電狀態(tài)下直 流內(nèi)阻的測試方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 直流內(nèi)阻是衡量電池品質(zhì)的一個重要因素，國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)中對鎳氫電池、 鎳鎘電池、鉛酸電池、鋰離子電池等直流內(nèi)阻的測試方法都進(jìn)行了明確的規(guī)定，如：GB/ T22084. 1-2008《含堿性或其它非酸性電解質(zhì)的蓄電池和蓄電池組一便攜式密封單體蓄電 池第1部分：鎘鎳電池》明確了鎳鎘電池直流內(nèi)阻的測試方法，GB/T22084. 2-2008《含堿 性或其它非酸性電解質(zhì)的蓄電池和蓄電池組一便攜式密封單體蓄電池第2部分：金屬氫化 物鎳電池》明確了鎳氫電池直流內(nèi)阻的測試方法，IEC61960-2011《含堿性或其它非酸性 電解質(zhì)的蓄電池和蓄電池組-鋰離子電池》明確了鋰離子電池直流內(nèi)阻的測試方法，GB/ T19638. 2-2005《固定型閥控密封式鉛酸蓄電池》明確了鉛酸電池直流內(nèi)阻的測試方法，但 這些標(biāo)準(zhǔn)中直流內(nèi)阻的測試方法都是在荷電狀態(tài)為100%條件下進(jìn)行測量的。而對于電池 在不同荷電狀態(tài)下的直流內(nèi)阻，目前的測試方法是將電池充到需要的荷電狀態(tài)，然后將電 池用不同的電流進(jìn)行脈沖放電，通過放電電壓降差值和電流差值來計算。測另一個荷電狀 態(tài)時，則需要將電池重新充電、脈沖放電、計算，如此反復(fù)，測試方法效率不高。
[0003] 隨著電池的放電，其荷電狀態(tài)不斷降低，直流內(nèi)阻也隨之發(fā)生變化。這個直流內(nèi)阻 的變化，可以直接反應(yīng)出電池放電過程中的內(nèi)部變化，也可以反映該電池性能狀況的好壞， 對實際研發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。如何能快速簡單的測得二次電池不同荷電狀態(tài)下的直流 內(nèi)阻，是廣大科研工作者和檢測工作者關(guān)心的課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在提供一種操作方法簡單、有效的二次電池不同荷電狀態(tài)下直流內(nèi)阻的 測試方法。本發(fā)明通過以下方案實現(xiàn)：
[0005] -種二次電池不同荷電狀態(tài)下直流內(nèi)阻的測試方法，在常溫環(huán)境下，按以下步驟 進(jìn)行：
[0006] (1)將待測試電池使用標(biāo)準(zhǔn)充電電流充滿電后，擱置一定時間后，使用標(biāo)準(zhǔn)放電電 流放電至規(guī)定的截止電壓，每隔一定時間記錄放電過程中相應(yīng)的電池電壓、電池放電容量， 并測得待測試電池的標(biāo)準(zhǔn)放電容量；
[0007] (2)將待測試電池使用標(biāo)準(zhǔn)充電電流充滿電后，擱置一定時間后，使用若干種與標(biāo) 準(zhǔn)放電電流不同的放電電流放電至相應(yīng)放電電流規(guī)定的截止電壓，分別每隔一定時間記錄 放電過程中相應(yīng)的電池電壓、電池放電容量；
[0008] (3)以待測試電池的標(biāo)準(zhǔn)放電容量為基準(zhǔn)來測算待測試電池不同荷電狀態(tài)下對應(yīng) 的電池放電容量，在步驟（1)、（2)的數(shù)據(jù)中找出同一荷電狀態(tài)下對應(yīng)的電池放電容量在不 同放電電流下的電池電壓；荷電狀態(tài)與電池放電容量的對應(yīng)關(guān)系如式1所示：
[0009] 電池放電容量=(1-荷電狀態(tài)）*標(biāo)準(zhǔn)放電容量........................式1
[0010] ⑷將同一荷電狀態(tài)下對應(yīng)的電池放電容量所對應(yīng)的放電電流和電池電壓，以放 電電流為橫坐標(biāo)，電池電壓為縱坐標(biāo)，擬合成一條直線，該直線的斜率即為該待測試電池在 該荷電狀態(tài)下的直流內(nèi)阻。
[0011] 為了測試結(jié)果更為準(zhǔn)確且節(jié)約測試資源，所述與標(biāo)準(zhǔn)放電電流不同的放電電流的 種類為2?8種。
[0012] 為得到更為精確的數(shù)據(jù)，所述放電過程中相應(yīng)的電池電壓、電池放電容量的記錄 時間間隔為0. 1?1秒。
[0013] 待測試電池包括鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰離子電池、鋰離子聚合物電池、鉛酸蓄電 池等二次電池。
[0014] 實際操作時，有時不能在測試記錄得到的數(shù)據(jù)中找到與某一荷電狀態(tài)下對應(yīng)的電 池放電容量完全一樣的數(shù)據(jù)，此時可找與之最接近的數(shù)據(jù)或根據(jù)前后數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)估算得 到相應(yīng)數(shù)據(jù)。另外，還可以將在常溫環(huán)境下充滿電的二次電池放入不同溫度環(huán)境下進(jìn)行放 電，如此可以測得在不同溫度環(huán)境下二次電池不同荷電狀態(tài)下的直流內(nèi)阻。
[0015] 本發(fā)明的二次電池不同荷電狀態(tài)下直流內(nèi)阻的測試方法，操作簡單，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，還 可了解到電池在放電過程中隨著荷電狀態(tài)的變化其直流內(nèi)阻的變化情況，有利于全面掌握 二次電池的內(nèi)阻性能。

【具體實施方式】
[0016] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于實施例之表述。
[0017] 實施例1
[0018] 18650鋰離子電池，其額定容量為2200mAh，在常溫環(huán)境下，按照下述步驟進(jìn)行：
[0019] 該電池使用標(biāo)準(zhǔn)充電電流充滿電的方式為：0. 2C恒流充電至4. 2V，轉(zhuǎn)恒壓充電至 電流0. 05C截止；
[0020] (1)使用標(biāo)準(zhǔn)充電電流充滿電后，擱置lh，使用標(biāo)準(zhǔn)放電電流0. 2C放電至截止電 壓3. 0V，每隔0. 5秒記錄放電過程中相應(yīng)的電池電壓、電池放電容量，測得電池的標(biāo)準(zhǔn)放電 容量為 2218. 6mAh ;
[0021] (2)使用標(biāo)準(zhǔn)充電電流充滿電后，擱置lh，使用0.5C放電至截止電壓3. 0V，每隔 0. 5秒記錄放電過程中相應(yīng)的電池電壓、電池放電容量；
[0022] 使用標(biāo)準(zhǔn)充電電流充滿電后，擱置lh，使用1C放電至截止電壓3. 0V，記錄每隔0. 5 秒記錄放電過程中相應(yīng)的電池電壓、電池放電容量；
[0023] 使用標(biāo)準(zhǔn)充電電流充滿電后，擱置lh,使用2C放電至截止電壓3. 0V,每隔0. 5秒 記錄放電過程中相應(yīng)的電池電壓、電池放電容量；
[0024] (3)荷電狀態(tài)為90 %時對應(yīng)的電池放電容量為221. 9mAh，荷電狀態(tài)為70 %時對應(yīng) 的電池放電容量為665. 6mAh，荷電狀態(tài)為50 %時對應(yīng)的電池放電容量為1109. 3mAh，荷電 狀態(tài)為30 %時對應(yīng)的電池放電容量為1553. OmAh，荷電狀態(tài)為20 %時對應(yīng)的電池放電容量 為1774. 9mAh，在步驟（1)、（2)中的數(shù)據(jù)中找出上述5個電池放電容量在不同放電電流下 的電池電壓；
[0025] (4)將荷電狀態(tài)為90%、70%、50%、30%、20%分別對應(yīng)的電池放電容量所對應(yīng)
【權(quán)利要求】
1. 一種二次電池不同荷電狀態(tài)下直流內(nèi)阻的測試方法，其特征在于：在常溫環(huán)境下， 按以下步驟進(jìn)行： (1) 將待測試電池使用標(biāo)準(zhǔn)充電電流充滿電后，擱置一定時間后，使用標(biāo)準(zhǔn)放電電流放 電至規(guī)定的截止電壓，每隔一定時間記錄放電過程中相應(yīng)的電池電壓、電池放電容量，并測 得待測試電池的標(biāo)準(zhǔn)放電容量； (2) 將待測試電池使用標(biāo)準(zhǔn)充電電流充滿電后，擱置一定時間后，使用若干種與標(biāo)準(zhǔn)放 電電流不同的放電電流放電至相應(yīng)放電電流規(guī)定的截止電壓，分別每隔一定時間記錄放電 過程中相應(yīng)的電池電壓、電池放電容量； (3) 以待測試電池的標(biāo)準(zhǔn)放電容量為基準(zhǔn)來測算待測試電池不同荷電狀態(tài)下對應(yīng)的電 池放電容量，在步驟（1)、（2)的數(shù)據(jù)中找出同一荷電狀態(tài)下對應(yīng)的電池放電容量在不同放 電電流下的電池電壓；荷電狀態(tài)與電池放電容量的對應(yīng)關(guān)系為：電池放電容量=(1-荷電 狀態(tài)）*標(biāo)準(zhǔn)放電容量； (4) 將同一荷電狀態(tài)下對應(yīng)的電池放電容量所對應(yīng)的放電電流和電池電壓，以放電電 流為橫坐標(biāo)，電池電壓為縱坐標(biāo)，擬合成一條直線，該直線的斜率即為該待測試電池在該荷 電狀態(tài)下的直流內(nèi)阻。
2. 如權(quán)利要求1所述的二次電池不同荷電狀態(tài)下直流內(nèi)阻的測試方法，其特征在于： 所述與標(biāo)準(zhǔn)放電電流不同的放電電流的種類為2?8種。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的二次電池不同荷電狀態(tài)下直流內(nèi)阻的測試方法，其特征在 于：所述放電過程中相應(yīng)的電池電壓、電池放電容量的記錄時間間隔為〇. 1?1秒。
【文檔編號】G01R27/08GK104111377SQ201410383428
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】李世能, 石建珍, 蔣慶來, 周桂南 申請人:先進(jìn)儲能材料國家工程研究中心有限責(zé)任公司